Učinite sami generator vodika za grijanje privatne kuće. Vodikov kotao - mitovi, stvarnost i izgledi

Davno su prošla vremena kada se seoska kuća mogla zagrijati samo na jedan način - loženjem drva ili uglja u peći. Moderna uređaji za grijanje koriste različite vrste goriva i istovremeno automatski održavaju ugodna temperatura u našim domovima. Prirodni plin, dizel ili lož ulje, struja, solarna energija i - ovo je nepotpuna lista alternativa. Činilo bi se - živi i raduj se, ali to je tako konstantan rast cijene goriva i opreme tjeraju nas da nastavimo potragu za jeftinim načinima grijanja. A u isto vrijeme, neiscrpni izvor energije - vodonik, doslovno leži pod našim nogama. A danas ćemo govoriti o tome kako koristiti običnu vodu kao gorivo sastavljanjem generatora vodika vlastitim rukama.

Uređaj i princip rada generatora vodika

Fabrički generator vodonika je impresivna jedinica

Koristiti vodonik kao gorivo za grijanje seoska kuća Koristan je ne samo zbog visoke kalorične vrijednosti, već i zbog toga što se prilikom sagorijevanja ne oslobađaju štetne tvari. Kao što se svi sjećaju iz školskog kursa hemije, kada se dva atoma vodika oksidiraju ( hemijska formula H 2 - Hidrogenium) sa jednim atomom kiseonika, formira se molekul vode. Ističe se tri puta više toplote nego kada gori prirodni gas. Može se reći da vodiku nema ravnog među ostalim izvorima energije, jer su njegove rezerve na Zemlji neiscrpne - svjetski okean se sastoji od 2/3 hemijski element H 2 , a u cijelom Univerzumu, ovaj plin je, uz helijum, glavni "građevinski materijal". Evo samo jednog problema - da biste dobili čisti H 2, potrebno je vodu razdvojiti na sastavne dijelove, a to nije lako učiniti. Naučnici duge godine tražili su način da izvuku vodonik i odlučili su se na elektrolizu.

Šema rada laboratorijskog elektrolizera

Ova metoda dobivanja isparljivog plina sastoji se u činjenici da se dvije metalne ploče povezane na izvor visokog napona stavljaju u vodu na maloj udaljenosti jedna od druge. Kada se primijeni struja, visoki električni potencijal doslovno razbija molekulu vode, oslobađajući dva atoma vodika (HH) i jedan kisik (O). Gas koji izlazi dobio je ime po fizičaru Y. Brownu. Njegova formula je HHO, a kalorijska vrijednost je 121 MJ/kg. Brownov plin gori otvorenim plamenom i ne stvara nikakve štetne tvari. Glavna prednost ove tvari je da je običan kotao koji radi na propan ili metan pogodan za njegovu upotrebu. Napominjemo samo da vodonik u kombinaciji s kisikom stvara eksplozivnu smjesu, pa će biti potrebne dodatne mjere opreza.

Šema instalacije za dobijanje Brownovog gasa

Generator dizajniran za proizvodnju Brownovog plina velike količine, sadrži nekoliko ćelija, od kojih svaka sadrži mnogo parova elektrodnih ploča. Ugrađuju se u zatvorenu posudu koja je opremljena izlazom za plin, terminalima za spajanje struje i grlom za punjenje vode. Osim toga, jedinica je opremljena sigurnosnim ventilom i vodenom zaptivkom. Zahvaljujući njima, eliminirana je mogućnost širenja povratne vatre. Vodonik gori samo na izlazu iz gorionika, a ne pali se u svim smjerovima. Višestruko uvećanje korisna površina instalacija vam omogućava da izvučete zapaljivu tvar u količinama dovoljnim za različite svrhe, uključujući grijanje stambenih prostorija. Ali raditi to pomoću tradicionalnog elektrolizera bit će neisplativo. Jednostavno rečeno, ako se električna energija potrošena na proizvodnju vodika direktno koristi za grijanje kuće, tada će to biti mnogo isplativije od grijanja kotla vodonikom.

Stanley Meyer vodonična gorivna ćelija

Američki naučnik Stanley Meyer pronašao je izlaz iz ove situacije. Njegova instalacija nije koristila snažan električni potencijal, već struje određene frekvencije. Izum velikog fizičara sastojao se u činjenici da se molekul vode ljuljao u vremenu s promjenjivim električnim impulsima i ulazio u rezonanciju, koja je dostigla snagu dovoljnu da se podijeli na sastavne atome. Za takav udar bile su potrebne struje deset puta manje nego tokom rada konvencionalne mašine za elektrolizu.

Video: Stanley Meyer Fuel Cell

Zbog svog izuma, koji je mogao osloboditi čovječanstvo iz ropstva naftnih magnata, Stanley Meyer je ubijen, a djela njegovog dugogodišnjeg istraživanja nestala su nepoznato gdje. Ipak, sačuvani su zasebni zapisi naučnika, na osnovu kojih pronalazači mnogih zemalja svijeta pokušavaju izgraditi takve instalacije. I moram reći, ne bez uspjeha.

Prednosti Brownovog plina kao izvora energije

• Voda iz koje se dobija HHO jedna je od najčešćih supstanci na našoj planeti.
• Kada se ova vrsta goriva sagori, formira se vodena para, koja se može ponovo kondenzovati u tečnost i ponovo koristiti kao sirovina.
• Prilikom sagorevanja detonirajućeg gasa ne stvaraju se nusproizvodi osim vode. Može se reći da nema ekološki prihvatljivijeg goriva od Brownovog plina.
• Pri radu sa vodonikom instalacija grijanja vodena para se oslobađa u količini dovoljnoj da održava vlažnost u prostoriji na ugodnom nivou.

Možda će vas zanimati i materijal o tome kako napraviti vlastiti generator plina:

Područje primjene

Danas je elektrolizator jednako poznat kao i generator acetilena ili plazma rezač. U početku su zavarivači koristili generatore vodika, jer je nošenje jedinice težine samo nekoliko kilograma bilo mnogo lakše nego premještanje ogromnih boca s kisikom i acetilenom. Istovremeno, visok energetski intenzitet jedinica nije bio od presudne važnosti - sve je bilo određeno praktičnošću i praktičnošću. AT poslednjih godina upotreba Brownovog gasa prevazišla je uobičajene koncepte vodonika kao goriva za mašine za gasno zavarivanje. U budućnosti su mogućnosti tehnologije vrlo široke, budući da korištenje HHO ima puno prednosti.

• Smanjenje potrošnje goriva u vozilima. Postojeći automobilski generatori vodonika omogućavaju da se HHO koristi kao aditiv tradicionalnom benzinu, dizelu ili plinu. Zbog više potpuno sagorevanje mješavina goriva može postići smanjenje potrošnje ugljovodonika za 20 - 25%.
• Ušteda goriva u termoelektranama na plin, ugalj ili lož ulje.
• Smanjenje toksičnosti i povećanje efikasnosti starih kotlarnica.
• Višestruko smanjenje troškova grijanja stambene zgrade kroz punu ili djelomična zamjena tradicionalne vrste goriva sa Brownovim gasom.
• Upotreba prijenosnih HHO proizvodnih jedinica za potrebe domaćinstva - kuhanje, prijem toplu vodu itd.
• Razvoj fundamentalno novih, moćnih i ekološki prihvatljivih elektrana.

Generator vodonika napravljen po S. Meyerovoj "Tehnologiji vodenih gorivih ćelija" (naime, tako se zvao njegov traktat) se može kupiti - njihovom proizvodnjom se bave mnoge kompanije u SAD, Kini, Bugarskoj i drugim zemljama. Nudimo da sami napravite generator vodonika.

Video: Kako pravilno opremiti grijanje na vodik

Šta je potrebno za izradu gorive ćelije kod kuće

Počevši od proizvodnje vodonične gorivne ćelije, potrebno je proučiti teoriju procesa stvaranja detonirajućeg plina. Ovo će dati razumijevanje o tome šta se događa u generatoru, pomoći će u postavljanju i radu opreme. Osim toga, morat ćete napraviti zalihe neophodni materijali, od kojih većinu neće biti teško pronaći u distributivnoj mreži. Što se tiče crteža i uputstava, pokušat ćemo u potpunosti pokriti ova pitanja.

Projektiranje generatora vodika: dijagrami i crteži

Samostalna instalacija za proizvodnju Brownovog plina sastoji se od reaktora s ugrađenim elektrodama, PWM generatora za njihovo napajanje, vodenog zatvarača i spojnih žica i crijeva. Trenutno postoji nekoliko shema elektrolizera koji koriste ploče ili cijevi kao elektrode. Osim toga, na webu se može naći instalacija takozvane suhe elektrolize. Za razliku od tradicionalnog dizajna, u takvom aparatu ploče se ne ugrađuju u posudu s vodom, već se tekućina uvodi u razmak između ravnih elektroda. Odbijanje tradicionalna shema omogućava značajno smanjenje dimenzija gorivne ćelije.

Šema ožičenja PWM kontrolera Šematski dijagram jednog para elektroda koji se koristi u Meyerovoj gorivoj ćeliji Šematski dijagram Meyerove ćelije Šematski dijagram PWM kontrolera Crtež gorivne ćelije
Crtež gorivne ćelije Dijagram ožičenja PWM kontrolera Dijagram ožičenja PWM kontrolera

U radu možete koristiti crteže i dijagrame rada elektrolizera, koji se mogu prilagoditi vlastitim uvjetima.

Izbor materijala za izradu generatora vodonika

Za proizvodnju gorivne ćelije nisu potrebni gotovo nikakvi specifični materijali. Jedino što može biti teško su elektrode. Dakle, šta trebate pripremiti prije početka rada.

1. Ako je dizajn koji odaberete generator "mokrog" tipa, tada će vam trebati zatvoreni rezervoar za vodu, koji će služiti i kao tlačna posuda reaktora. Možete uzeti bilo koje odgovarajući kontejner, glavni zahtjev je dovoljna čvrstoća i nepropusnost za plin. Naravno, kada koristite metalne ploče kao elektrode, bolje je koristiti pravokutnu strukturu, na primjer, pažljivo zatvoreno kućište od auto akumulator stari stil (crni). Ako se za dobivanje HHO koriste cijevi, tada će poslužiti i prostrana posuda iz kućnog filtera za vodu. samim tim najbolja opcija bit će izrada kućišta generatora od nehrđajućeg čelika, na primjer, 304 SSL.

   

   Sklop elektrode za generator vodonika mokrog tipa

   Prilikom odabira "suhe" gorivne ćelije, trebat će vam list pleksiglasa ili drugi prozirna plastika debljine do 10 mm i O-prstenovi od tehničkog silikona.

2. Cijevi ili ploče od "nerđajućeg čelika". Naravno, možete uzeti i uobičajeni "crni" metal, međutim, tokom rada elektrolizera, jednostavno ugljično željezo brzo korodira i elektrode će se često morati mijenjati. Upotreba visokougljičnog metala legiranog hromom omogućit će rad generatora dugo vrijeme. Majstori koji se bave proizvodnjom gorivih ćelija dugo su birali materijal za elektrode i odlučili su se na nerđajući čelik od 316 L. U drugom je među njima bio razmak od najviše 1 mm. Za perfekcioniste, evo tačnih dimenzija:
   - vanjski promjer cijevi - 25.317 mm;
   - promjer unutrašnje cijevi ovisi o debljini vanjske cijevi. U svakom slučaju, trebao bi osigurati razmak između ovih elemenata od 0,67 mm.

   

   Njegov učinak ovisi o tome koliko su precizno odabrani parametri dijelova generatora vodika.

3. PWM generator. Propisno sastavljeno dijagram strujnog kolaće omogućiti regulaciju frekvencije struje u potrebnim granicama, a to je direktno povezano sa pojavom rezonantnih pojava. Drugim riječima, da bi evolucija vodika započela, bit će potrebno odabrati parametre napona napajanja, stoga se posebna pažnja posvećuje montaži PWM generatora. Ako ste upoznati s lemilom i možete razlikovati tranzistor od diode, onda električni dio možete napraviti sami. Inače, možete kontaktirati poznatog inženjera elektronike ili naručiti proizvodnju prekidačkog napajanja u radionici za popravak elektroničkih uređaja.
   

   Preklopno napajanje dizajnirano za spajanje na gorivnu ćeliju može se kupiti na mreži. Njihovom proizvodnjom se bave male privatne kompanije u našoj zemlji i inostranstvu.

4. Električne žice za povezivanje. Bit će dovoljno vodiča s poprečnim presjekom od 2 kvadratna metra. mm.
5. Bubbler. Ovim otmjenim imenom majstori su nazvali najčešći vodeni pečat. Za to možete koristiti bilo koju zatvorenu posudu. U idealnom slučaju, trebao bi biti opremljen poklopcem koji čvrsto pristaje, koji će se, ako se plin unutra zapali, odmah otkinuti. Osim toga, preporučuje se ugradnja graničnika između elektrolizera i bubblera, koji će spriječiti HHO da se vrati u ćeliju.

   

   Dizajn mehurića

6. Crijeva i fitinzi. Za spajanje HHO generatora trebat će vam prozirna plastična cijev, ulazni i izlazni spojevi i stezaljke.
7. Matice, vijci i klinovi. Oni će biti potrebni za pričvršćivanje dijelova elektrolizera jedan na drugi.
8. katalizator reakcije. Da bi proces formiranja HHO tekao intenzivnije, u reaktor se dodaje kalijev hidroksid KOH. Ova supstanca se lako može kupiti na internetu. Za prvi put neće biti dovoljno više od 1 kg praha.
9. Automobilski silikon ili druga zaptivna masa.

Imajte na umu da se polirane cijevi ne preporučuju. Naprotiv, stručnjaci preporučuju detalje obrade brusni papir primiti mat površina. U budućnosti će to pomoći u povećanju produktivnosti instalacije.

Alati koji će biti potrebni u procesu rada

Prije nego počnete graditi gorivnu ćeliju, pripremite sljedeće alate:

• pila za metal;
• bušilica sa setom bušilica;
• set ključeva;
• ravni i prorezni odvijači;
• kutna brusilica ("brusilica") sa postavljenim krugom za rezanje metala;
• multimetar i mjerač protoka;
• vladar;
• marker.

Osim toga, ako sami pravite PWM generator, trebat će vam osciloskop i mjerač frekvencije da biste ga postavili. U okviru ovog članka nećemo pokretati ovo pitanje, jer proizvodnju i konfiguraciju prekidačkog napajanja najbolje razmatraju stručnjaci na specijaliziranim forumima.

Obratite pažnju na članak, koji prikazuje druge izvore energije koji se mogu koristiti za opremanje grijanja doma:

Upute: kako napraviti generator vodika vlastitim rukama

Za proizvodnju gorivne ćelije uzimamo najnapredniju "suhu" shemu elektrolizera koristeći elektrode u obliku ploča od nehrđajućeg čelika. Upute u nastavku pokazuju proces stvaranja generatora vodika od "A" do "Z", tako da je najbolje da se držite redoslijeda radnji.

Šema "suvog" tipa gorivne ćelije

1. Izrada tijela gorive ćelije. Bočni zidovi okvira su ploče od lesonita ili pleksiglasa, izrezane na veličinu budućeg generatora. Mora se shvatiti da veličina aparata direktno utječe na njegove performanse, međutim, cijena dobivanja HHO bit će veća. Za proizvodnju gorivne ćelije, dimenzije uređaja od 150x150 mm do 250x250 mm bit će optimalne.
2. U svakoj ploči je izbušena rupa za ulazni (izlazni) priključak za vodu. Osim toga, bit će potrebno bušenje u bočnom zidu kako bi plin izašao i četiri rupe u uglovima za povezivanje elemenata reaktora jedan s drugim.

   

   Izrada bočnih zidova

3. Koristeći kutnu brusilicu, ploče elektroda se izrezuju iz lima od nehrđajućeg čelika 316L. Njihove dimenzije trebaju biti manje od dimenzija bočnih zidova za 10 - 20 mm. Osim toga, prilikom izrade svakog dijela potrebno je ostaviti malu kontaktnu podlogu u jednom od uglova. Ovo će biti potrebno za povezivanje negativnih i pozitivnih elektroda u grupe prije nego što ih spojite na napon napajanja.
4. Da bi se dobila dovoljna količina HHO, nehrđajući čelik mora biti tretiran finim brusnim papirom s obje strane.
5. U svakoj od ploča izbušene su dvije rupe: bušilicom promjera 6 - 7 mm - za dovod vode u prostor između elektroda i debljine 8 - 10 mm - za uklanjanje Brownovog plina. Tačke bušenja se izračunavaju uzimajući u obzir lokacije ugradnje odgovarajućih ulaznih i izlaznih cijevi.

   

   Evo skupa dijelova koje morate pripremiti prije sastavljanja gorivne ćelije

6. Počnite sa sastavljanjem generatora. Da biste to učinili, u zidove od lesonita ugrađuju se armature za dovod vode i odvod plina. Njihovi spojevi su pažljivo zapečaćeni zaptivačem za automobile ili vodovod.
7. Nakon toga se u jedan od prozirnih dijelova tijela ugrađuju zavojnice, nakon čega počinje polaganje elektroda.

   

   Započnite polaganje elektroda sa zaptivnim prstenom

   Imajte na umu: ravnina pločastih elektroda mora biti ravna, inače će se elementi sa suprotnim nabojem dodirivati, što će uzrokovati kratki spoj!

8. Ploče od nerđajućeg čelika su odvojene od bočnih strana reaktora O-prstenovima, koji mogu biti napravljeni od silikona, paronita ili drugog materijala. Važno je samo da njegova debljina ne prelazi 1 mm. Isti dijelovi se koriste kao odstojnici između ploča. Tokom procesa polaganja, vodite računa da kontaktne jastučiće negativne i pozitivne elektrode budu grupisane na različitim stranama generatora.

   

   Prilikom sastavljanja ploča važno je pravilno orijentirati izlazne rupe.

9. Nakon postavljanja posljednje ploče, instalirajte zaptivni prsten, nakon čega se generator zatvara drugim zidom od tvrdog kartona, a sama konstrukcija je pričvršćena podloškama i maticama. Prilikom obavljanja ovog posla, obavezno pratite ujednačenost zatezanja i odsutnost izobličenja između ploča.

   

   Prilikom završnog zatezanja mora se kontrolisati paralelnost bočnih zidova. Ovo će izbjeći izobličenje

10. Uz pomoć polietilenskih crijeva generator je spojen na posudu s vodom i mjehurićem.
11. Kontaktne jastučiće elektroda međusobno su spojene na bilo koji način, nakon čega se na njih spajaju žice za napajanje.

    

    Sastavljanjem nekoliko gorivnih ćelija i njihovim paralelnim uključivanjem možete dobiti dovoljnu količinu Brownovog plina

12. Na gorivne ćelije napon se napaja iz PWM generatora, nakon čega se uređaj podešava i podešava prema maksimalnom izlazu HHO gasa.

Da bi se dobio Brownov plin u količini dovoljnoj za grijanje ili kuhanje, instalirano je nekoliko generatora vodonika koji rade paralelno.

Video: Sastavljanje uređaja

Video: Rad strukture "suvog" tipa

Odabrane tačke upotrebe

Prije svega, želio bih to istaći tradicionalna metoda sagorijevanje prirodnog plina ili propana u našem slučaju nije prikladno, jer je temperatura sagorijevanja HHO veća od temperature ugljikovodika više od tri puta. Kao što razumijete, konstrukcijski čelik neće izdržati takvu temperaturu dugo vremena. Sam Stanley Meyer preporučio je korištenje plamenika neobičnog dizajna, čiji dijagram predstavljamo u nastavku.

Šema vodonik gorionik dizajna S. Meyera

Cijeli trik ovog uređaja leži u činjenici da HHO (označen brojem 72 na dijagramu) prolazi u komoru za sagorijevanje kroz ventil 35. Goruća smjesa vodonika se diže kroz kanal 63 i istovremeno vrši proces izbacivanja, povlačeći se vanjski zrak kroz podesive rupe 13 i 70. Određena količina produkata sagorevanja (vodena para) zadržava se ispod poklopca 40, koji kroz kanal 45 ulazi u kolonu za sagorevanje i meša se sa zapaljivim gasom. Ovo vam omogućava da nekoliko puta smanjite temperaturu sagorevanja.

Druga stvar na koju bih vam skrenuo pažnju je tečnost koju treba uliti u instalaciju. Najbolje je koristiti pripremljenu vodu koja ne sadrži soli teških metala. Idealna opcija je destilat koji se može kupiti u bilo kojoj auto trgovini ili ljekarni. Za uspješan rad elektrolizera u vodu se dodaje kalijev hidroksid KOH, u količini od oko jedne supene kašike praha po kanti vode.

Tokom rada jedinice važno je ne pregrijati generator. Kada temperatura poraste na 65 stepeni Celzijusa ili više, elektrode aparata će se kontaminirati nusproizvodima reakcije, zbog čega će se performanse elektrolizera smanjiti. Ako se to ipak dogodilo, tada će se vodonična ćelija morati rastaviti i plak ukloniti brusnim papirom.

I treća stvar na koju stavljamo poseban naglasak je sigurnost. Zapamtite da mješavina vodonika i kisika nije slučajno nazvana eksplozivnom. HHO je opasan hemijsko jedinjenje koji, ako se ne rukuje nepažljivo, može izazvati eksploziju. Pridržavajte se sigurnosnih pravila i budite posebno oprezni kada eksperimentirate s vodonikom. Samo u ovom slučaju "cigla" od koje se sastoji naš Univerzum unijet će toplinu i udobnost u vaš dom.

Sigurnosna pravila moraju se poštovati ne samo pri ugradnji generatora vodika. Prilikom sastavljanja i rada bioreaktora također morate biti izuzetno oprezni, jer je biogas eksplozivan..html Zahvaljujući svojim raznovrsnim hobijima, pišem na različite teme, ali najomiljenije su inženjering, tehnologija i konstrukcija. Možda zato što poznajem mnoge nijanse u ovim oblastima, ne samo teoretski, kao rezultat studiranja na tehnički univerzitet i postdiplomske škole, ali i sa praktične strane, jer sve pokušavam da uradim svojim rukama.

Nauka poznaje samo jedno apsolutno čisto gorivo - vodonik, koje se koristi u svemirskoj industriji. U procesu sagorijevanja vodonika nastaju spojevi s kisikom, odnosno voda. Rezerve ovog goriva su neiscrpne, jer je ono, uz helijum, glavni "građevinski materijal" u Univerzumu.

Danas ćemo govoriti o generatorima vodika, koji su nedavno postali sve popularniji zbog pristupačne cijene i ekološke prihvatljivosti.

Prepoznatljive karakteristike grijanja vodonikom

Ova vrsta grijanja je bazirana na proizvodnji veliki iznos toplinska energija koja nastaje kontaktom molekula kisika i vodika. Zanimljivo je da je jedini nusproizvod u ovom slučaju destilovana voda. A kako bi se ovaj princip proveo u praksi, napravljeni su mnogi razvoji za stvaranje kotla za grijanje na vodik (govorimo o industrijskim modelima).

Takvi uređaji su se razlikovali po ukupnim dimenzijama i stoga je za ugradnju bilo potrebno puno prostora. A efikasnost takvih kotlova nije bila najveća - oko 80 posto. Ali od tada je uređaj mnogo puta unapređivan i kao rezultat dobili smo kotao za grijanje doma koji radi na ovom principu. Za njegov normalan rad potrebno je poštovati samo nekoliko važnih uslova.

• Dostupnost stalnog napajanja. Generatori se temelje na reakciji elektrolize, koja je, kao što znate, nemoguća bez struje.
• Trajni priključak na izvor vode. Često se za to koristi vodoopskrba, iako specifična potrošnja uređaja ovisi, naravno, o njegovoj snazi.
• Katalizator je potrebno redovno mijenjati. Učestalost ove zamjene ovisi, kao i prethodni indikator, o snazi, kao i o karakteristikama određenog modela.

A ako uporedimo vodoničnu opremu, na primjer, s plinskom opremom, onda je manje zahtjevna u smislu sigurnosti. A stvar je u tome da se reakcije formiraju i dešavaju isključivo unutar generatora. Od osobe, kao i od korisnika, potrebna je samo vizuelna kontrola nad glavnim indikatorima.

Uređaj za generator vodonika

A sada pogledajmo detaljnije hidrogensku opciju za grijanje kuće. A njegova je suština, kao što je već napomenuto, proizvodnja H2O, ova opcija zaslužuje da se smatra alternativom prirodnom plinu. Zanimljivo je da prosječna temperatura sagorijevanja u ovom slučaju može doseći 3 hiljade stepeni, tako da ćete morati koristiti poseban vodonični gorionik u sistemu grijanja. To se objašnjava činjenicom da samo takav plamenik može izdržati tako značajno zagrijavanje.

Postoji nekoliko komponenti koje čine grijanje vodoničnog tipa, hajde da se upoznamo s njima.

• gore pomenuti plamenik. Neophodan je za jednu jednostavnu svrhu - stvaranje otvorenog plamena.
• Generator vodonika - on će obraditi smjesu razlaganjem vode na molekularne sastojke. A da bi se optimizirala hemijska reakcija, u njenom procesu se mogu koristiti katalizatori.
• Zapravo, bojler. Ovdje služi kao neka vrsta izmjenjivača topline. Sam gorionik je ugrađen komora za sagorevanje, zbog čega se nosač toplote u sistemu zagreva na potrebnu temperaturu.

Bilješka! Za one koji planiraju proizvodnju generatora vodika, podsjećamo da će za to morati poboljšati postojeću opremu prema ranije navedenoj shemi. Ali takav domaća oprema ekonomičniji od svojih "prodavnih kolega" kupljenih za mnogo novca.

Snage grijanja vodonikom

Brojne su pozitivne osobine koje grijanje vodonikom ima. To je ono što objašnjava tako značajnu popularnost sistema.

• Odlična efikasnost kojom se odlikuje može doseći 96 posto.
• Ekološka prihvatljivost. To se objašnjava činjenicom da je jedini nusproizvod, otpad, da tako kažem, čista voda proizvedena u gasovitom stanju. A vodena para, kao što znate, nema negativan uticaj na životnu sredinu.
• Nije potreban plamen da bi funkcionisao u sistemu vodonika. Toplotna energija nastaje kao rezultat katalitičkih kemijskih reakcija. Kombinujući se sa vazduhom, vodonik formira vodu, što je praćeno pojavom veliki broj energije. Tok topline (a njegova temperatura dostiže 40 stepeni) se dovodi u izmjenjivač topline. Jasno je da je to najviše najbolja opcija za sistem podnog grijanja.

Slabe strane

Nakon što smo se upoznali sa prednostima, prelazimo na nedostatke grejanje vodonikom.

• Unatoč činjenici da je u naprednijim zemljama ovaj način grijanja izuzetno popularan, kod nas mu se još nije posvetila potrebna pažnja. Zbog toga je nabavka i instalacija ove opreme toliko problematična i prepuna niza poteškoća.
• Srednje sobnoj temperaturi dovodi do činjenice da vodonik dobija gasovitom stanju. Štaviše, ova supstanca je eksplozivna, pa ju je vrlo teško transportirati, posebno na velike udaljenosti.
• Boce koje sadrže vodonik moraju biti certificirane od strane relevantnih stručnjaka, čija obuka oduzima puno vremena.

Kako instalirati kotao na vodonik?

Trenutno mnogi ljudi preferiraju da samostalno proizvode generatore vodika za svoje sisteme grijanja. I to nije iznenađujuće, jer "trgovinski" analozi ne samo da su vrlo skupi, već i nemaju vrlo visoku efikasnost. Ali ako je ovaj uređaj napravljen ručno, tada će njegova efikasnost biti za red veličine veća.

Postoji nekoliko opcija kako sastaviti generator koji radi na vodik. Ali u svakom slučaju, za njegovu proizvodnju kod kuće bit će potrebni sljedeći potrošni materijali.

• Napajanje od 12 volti.
• Nekoliko cijevi od nehrđajućeg čelika različitih promjera.
• Spremnik u kojem će se nalaziti konstrukcija.
• PWM kontroler. Važno je da njegova snaga bude najmanje 30 ampera.

Ovo su glavne komponente od kojih se obično sastoje domaći generatori vodonika. Osim toga, ne zaboravite na spremnik za destilovanu vodu - potrebno je i njegovo prisustvo. Voda se mora dovoditi u zapečaćenu strukturu sa dijalektikom unutra. U istom dizajnu bit će postavljena garnitura od inox ploča koje su jedna uz drugu uz pomoć izolacijskog materijala. Važno je da se na ove ploče dovede napon od 12 volti. Ako je sve urađeno ispravno, onda kada se primijeni napon, voda će se raspasti na 2 plinovita elementa.

Bilješka! Efikasnije u tom pogledu je korištenje jednosmjerne struje (mora imati određenu frekvenciju) koju proizvodi PWM generator. U tom slučaju, impulsna struja (ili naizmjenična) bit će zamijenjena konstantnom. Kao rezultat toga, efikasnost opreme će se značajno povećati.

Koju vodu koristiti - destilovanu ili česnu?

Nema tu ništa komplikovano. Tekućina iz slavine se može koristiti, ali samo ako ne sadrži nečistoće teških metala. Ali da bi oprema radila efikasnije, ipak je bolje koristiti destilovanu vodu, dodajući joj malu količinu natrijum hidroksida. Omjer bi u ovom slučaju trebao biti sljedeći: žlica hidroksida na svakih deset litara vode.

Koju vrstu metala treba koristiti?

Ovo pitanje je diskutabilno. Tako se u mnogim - uključujući i vrlo autoritativnim - izvorima kaže da se samo rijetki metali trebaju koristiti za grijanje vodonika. U stvarnosti, to nije sasvim točno, jer se može koristiti i nehrđajući čelik, kao što smo već spomenuli gore. Iako bi idealno trebao biti ferimagnetski čelik. Razlikuje se po tome što ne privlači čestice nepotrebnog otpada. Također napominjemo da je pri odabiru metala bolje fokusirati se na "nehrđajući čelik", koji nije podložan procesu oksidacije.

Kao što vidite, izgradnja vodoničnog kotla nije tako teška kao što se čini. Potrebno je samo odabrati pravi potrošni materijal i pažljivo proučiti shemu ove vrste sustava grijanja. Nakon što sam sve instalirao potrebnu opremu, provjerite da li je zaista kvalitetan i dovoljno efikasan.

Video - Izrada generatora vodonika

O zakonu održanja energije

Ovaj zakon kaže da je sve na svijetu međusobno povezano: ako je negdje otišlo, onda će sigurno negdje i stići. A da bi se plin mogao dobiti elektrolizom, morat će se i dalje potrošiti određena količina električne energije. A energija, kao što znate, dobija se uglavnom kao rezultat stvaranja toplote tokom sagorevanja drugih vrsta goriva. A čak i ako uzmemo čistu energiju potrebnu za proizvodnju električne energije, i onu koja daje vodonik nakon sagorijevanja, gubici će biti duplo (barem!) čak i na najmodernijoj opremi. Ispada da se 1/2 sredstava jednostavno baci u vjetar. Štaviše, to su samo operativni troškovi, a ne uzimaju se u obzir troškovi opreme koja, kako je navedeno, nije jeftina. Razmotrimo, na primjer, generatore vodonika.

Ako vjerujete istraživanju provedenom u Americi, onda je cijena jednog kilograma vodika (tačnije, cijena njegovog stvaranja) jednaka:

• 6,5 USD kada se koristi industrijska električna mreža;
• 9 dolara za rad vjetrogeneratora;
• 20 dolara u slučaju korištenja solarnih uređaja;
• 2,2 USD kada se koristi čvrsto gorivo;
• 5,5 dolara ako je supstanca proizvedena iz biomase;
• 2,3 USD za elektrolizu na visokim temperaturama koja se izvodi na nuklearna elektrana(većina jeftin način, ali najdalje od normalne kućne upotrebe).

Bilješka! Čak i najnapredniji generator kućnog tipa bit će značajno inferiorniji u svim aspektima od sličnog industrijskog uređaja. Dakle, s obzirom na opisane cijene, nemoguće je reći da vodonik može ozbiljno konkurirati prirodnom plinu. Isto važi i za električnu energiju, dizel, pa čak i toplotne pumpe.

Izgledi za energiju koja koristi vodonik

A sada pokušajmo da saznamo postoje li zaista šanse za smanjenje cijene čistog vodika. Odmah rezervišite da za to postoje sve šanse. Prije svega, to uključuje tehnologiju dobivanja jeftine električne energije korištenjem obnovljivih izvora. Osim toga, jeftiniji kemijski katalizatori se mogu koristiti u katalitičkom procesu. Inače, oni postoje već dugo i koriste se u vodoničnim ćelijama za gorivo (govorimo o automobilima). Iako smo i ovdje naišli na njihovu previsoku cijenu.

Ali tehnologija se stalno poboljšava, nauka ne miruje. U jednom lijepom trenutku nafta će ipak nestati, a ljudi će morati prijeći na neki drugi, alternativni izvor energije. Ali u ovom trenutku, a možda iu narednim decenijama, možemo sa sigurnošću reći: energija koja koristi vodonik sama po sebi još uvijek je neisplativa. Izuzeci uključuju samo one slučajeve u kojima je vodonik nusproizvod bilo kojeg drugog tehničkog procesa. Naravno, mogući su i razni programi podrške i razvoja. energija vodonika, ali za to je potrebna pomoć velikih korporacija i, naravno, države.

Kao zaključak

Teško je reći koja će vrsta energije postati glavna u budućnosti - vodonik, nuklearna fuzija, korištenje gravitacije i tako dalje. No, stručnjaci uvjeravaju da će se prvi reaktori za elektrolizu, koji će moći konkurirati modernim nuklearnim, pojaviti barem za dvadeset do trideset godina. Neki su generalno skeptični po pitanju ovoga. Ali pravi profesionalci vjeruju da će generatori vodonika uskoro biti predmet visoke tehnologije, a ne domaće od improviziranih sredstava, koje smo opisali gore. To je sve, tople zime!

Kotao na vodik je uređaj za grijanje kuće koji koristi plin vodonik kao gorivo. Pošto je ovaj gas čista forma ne javlja u prirodi kotlovi na vodonik opremljen specijalni uređaj za proizvodnju vodonika iz destilovane vode.

Kotao na vodik za grijanje privatne kuće jedno je od onih rješenja koje danas privlači veliku pažnju. Na "poljima" interneta možete pronaći mnoge ponude koje obećavaju ogromne pogodnosti vlasnicima takve opreme, na primjer, radikalno smanjenje "računa za grijanje". Da li je to zaista tako i šta moderni kućni kotao na vodonik može, a šta ne može, pročitajte u našoj recenziji.

Mit da je kotao na vodonik najekonomičniji način grijanja kuće

Često možete čuti da je vodonični kotao najviše ekonomičan način grijanje za privatnu kuću. Obično, da bi se opravdala ova teza, navodi se visoka kalorijska vrijednost vodonika - više od 3 puta veća od one prirodnog plina. Iz ovoga se izvlači jednostavan zaključak - isplativije je grijati kuću vodonikom nego plinom.

Ponekad se kao argument efikasnosti vodoničnog kotla navodi tzv. „braon gas“ ili mešavina atoma vodonika i kiseonika (HHO), koji pri sagorevanju oslobađa još više toplote, a na kojem „napredni kotlovi“ operirati. Nakon ovoga opravdanja efikasnosti jednostavno prestaju, ostavljajući mašti laika priliku da crta prelijepe slike pod općim nazivom "grijanje gotovo u bescjenje". Zamislite samo - vodonik gori "toplije" i dobija se iz praktično besplatne vode, prava korist!

Maštu podstiču i vijesti o sve većoj alternativi na vodik u odnosu na tradicionalne. Recimo, ako automobili „voze“ na vodonik, onda je kotao na vodonik zaista vredna stvar.

Ali u stvarnosti, stvari su malo komplikovanije. Da je čisti vodonik element koji je lako dostupan u prirodi, sve bi bilo tako, ili skoro tako, bilo bi. Ali činjenica je da se čisti vodonik ne pojavljuje na Zemlji - samo u njoj vezani oblik, na primjer, u obliku vode. Stoga se u praksi vodonik prvo mora odnekud dobiti, štoviše, uz pomoć kemijskih reakcija koje troše energiju.

Odakle dolazi čisti vodonik?

Napomena za vlasnika

"Da bi skrenuli pažnju na svoje proizvode, neki proizvođači vodoničnih kotlova pominju neku vrstu "tajnog katalizatora" ili upotrebu "Brownovog plina" u svojim uređajima."

Na primjer, možete izdvojiti vodonik iz plina metana, gdje ima čak 4 atoma vodika! Samo ovdje, zašto? sam metan - zapaljivim gasom, zašto trošiti dodatnu energiju na proizvodnju čistog vodonika? Gdje je energetska efikasnost? Stoga se najčešće vodik izdvaja iz vode, koja, kao što svi znaju, ne može izgorjeti, koristeći za to metodu elektrolize. U samom opšti pogled ova metoda se može opisati kao cijepanje molekula vode na vodonik i kisik pod utjecajem struje.

Elektroliza je odavno poznata i široko se koristi za proizvodnju čistog vodika. U praksi, niti jedan industrijski kotao na vodik, do sada u svakom slučaju, ne može bez postrojenja za elektrolizu ili elektrolizera. Sve bi bilo u redu, ali ova instalacija zahtijeva struju. Dakle, kotao na vodik mora nužno trošiti energiju. Postavlja se pitanje koliki su ti troškovi energije?

Sva priča o "kaloričnoj vrijednosti" vodonika nas malo udaljava od ovog pitanja, ali je u međuvremenu ono najvažnije. Dakle, kotao na vodik može biti isplativ u jedinom slučaju - toplotnu energiju mora biti veća od one koja se koristi za rad kotla.

Energetska efikasnost vodoničnog kotla

Da biste shvatili dobijamo li više energije "na izlazu" kotla nego što je potrošeno, samo bolje pogledajte molekulu vode - ona ima dva atoma vodika i jedan kisik, koji su međusobno čvrsto povezani. Da biste prekinuli ovu vezu, potrebno je "prikačiti" dosta energije, a to je ono što elektrolizer radi na račun električne energije. Rezultat je mješavina vodika i kisika, koji imaju potencijalnu (doslovno, u njima otopljenu) energiju, a koja se može osloboditi kao rezultat procesa sagorijevanja i obezbijediti toplinu kući. Da bismo razumjeli koliko će se energije dobiti izgaranjem, vrijedi pobliže pogledati šta će se dobiti kao rezultat sagorijevanja. I dobićemo... istu vodu koju smo podijelili na atome.

Zapravo, nakon svih ovih manipulacija, u najbolji slucaj dobijamo tačno onoliko energije koliko je potrošeno na podelu prvobitne molekule vode. Od tada smo izašli iz vode i došli smo do vode. Ali to je u idealnom slučaju, kada u stvarnosti nema neizbježnih gubitaka. One. čak i u idealnom slučaju, koliko struje trošimo, koliko toplote dobijamo.

Proizvođač ukazuje na prisustvo "tajnog" katalizatora

Također nema gdje uzeti dodatne molekule vode za cijepanje - koliko je prvo podijeljeno, toliko ćemo kasnije spojiti kada sagorijevamo smjesu vodika i kisika. Opet, minus gubici. Osim toga, ne smijemo zaboraviti da se kotao na vodik napaja destilovanom vodom, čija proizvodnja također troši energiju. Kao što se može vidjeti golim okom, efikasnost kotla na vodonik ne može biti visoka.

Tada se postavlja logično pitanje - čemu sve te poteškoće s cijepanjem, ako postoje uređaji koji direktno pretvaraju električnu energiju u toplinu i zovu se? Ako jednostavno zagrijete vodu pomoću električne energije, sva ta energija će se potrošiti na zagrijavanje vode bez ikakvih gubitaka - ispostavilo se da je isplativije nego kroz razlaganje elektrolizom i naknadni „oporavak“ vode sagorijevanjem mješavine vodika i kisika. sa povezanim gubicima.

Poređenje vodoničnog kotla sa drugim uređajima za grijanje

Kao što znate, električni kotao se smatra najneefikasnijim uređaj za grijanje, drugim riječima, cijena topline koju proizvodi ovaj uređaj bit će najskuplja.

Poređenje grijanja toplotnom pumpom sa drugim metodama.

Kao što smo već saznali, grijanje zbog vodoničnog kotla je inferiorno u efikasnosti čak i električnom. Istina, svijet ne miruje. Sasvim je moguće da će doći dan kada će se koristiti moderne tehnologije smanjit će troškove stotina kućnih procesa, a grijanje zbog kotla na vodik ili njegovih analoga postat će stvarno isplativo.

Izgledi za korištenje vodoničnih kotlova

Zašto općenito vrijedi govoriti o vodoničnim kotlovima kao obećavajući način grijanje privatne kuće? Sve se radi o globalnom trendu prelaska na "zelene" tehnologije i rastućoj potražnji za takvim tehnologijama. Kotao na vodonik je nesumnjivo "broj jedan" na listi ekološki najprihvatljivijih rješenja u ovoj oblasti.

Prvo, u procesu svog rada ne formira se ugljen-dioksid- "glavna pošast" opreme koja radi na ugljovodonična goriva: gas, tečna i čvrsta goriva.

Drugo, jer Produkt sagorevanja u vodikovom kotlu je čista voda, za rad nije potrebna ventilacija niti uređaji za odvođenje produkata sagorevanja. Što zauzvrat može zahtijevati dodatnu energiju kako bi osigurali njihov rad. I samo im treba više prostora u kući. Odnosno, ugradnjom vodoničnog kotla možete uštedjeti na površini kotlovnice.

Napomena za vlasnika

“Danas ili vrlo bogati ljudi ili okorjeli optimisti rizikuju da instaliraju vodonični kotao za grijanje svojih domova.”

Treće, vodena para koja se oslobađa kao rezultat sagorijevanja vodonika vlaži prostorije u kući.

Ali što je najvažnije, kotao na vodik je dobro kombinovan sa generatorima električne energije koji se napajaju iz obnovljivih izvora energije (OIE) i imaju izraženu periodičnu prirodu rada. Na primjer, sa vjetroturbinama i uređajima na bio-gas. U ovom slučaju – tokom vršnih režima – generatori obnovljive energije mogu proizvesti vodonik pomoću elektrolize, koji će se kasnije koristiti kao gorivo za kotao. Direktno povezivanje ovih generatora na mrežu zahtijevat će korištenje dodatnih skupih uređaja.

Jedan od videa gdje su opisane "prednosti" vodoničnog kotla

S razvojem tehnologije jeftina energija iz obnovljivih izvora energije može se "pretvoriti" u vodonik, kao što se već događa u industrijskim postrojenjima. Ali za sada, ili vrlo bogati ljudi ili okorjeli optimisti rizikuju da instaliraju vodonični kotao za grijanje svojih domova.

Vodonik (H2), "generisanje vode" - najčešći element svemira. Prema naučnicima, on čini skoro 90% svih atoma u svemiru. Vodik, koji daje energiju našem Suncu u toku reakcije termonuklearne fuzije, može poslužiti kao odlično gorivo na Zemlji. Ovo je jedino apsolutno bezopasno, ekološki prihvatljivo gorivo: kada se plin sagorijeva, ulazi u kemijsku reakciju s kisikom, a destilirana voda je proizvod izgaranja. Vodonik je idealno gorivo u svakom pogledu, koje je savršeno i za grijanje doma. Štaviše, konvencionalni plinski kotao za grijanje može se pretvoriti u kotao za grijanje na vodik samo malim promjenama u njegovom dizajnu. Jedan problem: uprkos rasprostranjenosti vodonika (mi smo pola njega), on se gotovo nikada ne nalazi u svom čistom obliku na našoj planeti. AT otvorena prodaja ovaj plin nije dostupan, gdje da ga nabavim dosta? Internet nam daje jasan i precizan odgovor: kupite ili sastavite generator vodonika za grijanje doma.

Tehnologije proizvodnje čistog vodonika

Postoje mnoge tehnologije za proizvodnju vodonika. Pomenućemo samo one koji jesu praktična upotreba izvan zidova laboratorija:

• Hemijska reakcija vode sa metalima. Gorivo je voda, reagens je legura aluminijum-galijum. 150 kg gorivnih ćelija je dovoljno da se pređe 500 km u "automobilu na vodik", zatim se metal mora ukloniti i poslati na oporavak, što zahtijeva izlaganje visokim temperaturama.
• Konverzija prirodnog gasa, gasifikacija uglja, piroliza drveta. Zagrijavanjem iznad 1000 ºS iz ugljovodonika se može dobiti čisti vodonik za grijanje doma.
• Elektroliza vode. Visokotemperaturna elektroliza je efikasnija.
• Proizvodnja vodonika iz biomase. Sirovina može biti stajnjak, sijeno, trava, alge i drugi poljoprivredni otpad. Biogas može sadržavati od 2 do 12% vodonika.
• "Smeće" vodonik se dobija iz kućnog otpada, podvrgavajući ga termičkoj razgradnji.

Kućni generatori vodonika

Kao što se može vidjeti iz prethodnog odjeljka, većina tehnološkim procesima za industrijsku proizvodnju vodika povezani su s izlaganjem visokim temperaturama, što je kod kuće problematično. Razmotrite instalacije za grijanje na vodik dostupne u privatnom sektoru:

Vodonik iz stajnjaka

Biogas postrojenja, kojih ima mnogo zapadna evropa počinju da se pojavljuju među domaćim poljoprivrednicima. Ručni biogas reaktori, o kojima na internetu pričaju "lude ruke", ne razlikuju se ni po performansama ni po stabilnosti generacije. Samo prilično složene i skupe instalacije su efikasne, pod uslovom da im se sirovine stalno isporučuju. Ovo je nerealno za implementaciju na malom privatnom imanju, ali je moguće na jakom imanju. Vodik je samo nusproizvod proizvodnje bioplina i obično se ne odvaja spaljivanjem s metanom. Ali ako je potrebno, H2 se može odvojiti.

dijagram strujnog kola biogas postrojenje. Kako bi proces stvaranja zapaljivih plinova bio intenzivan, sirovine se fermentiraju i povremeno miješaju.

Vodonik iz vode

Elektroliza postrojenje za vodonik za grijanje kuće - jedino rješenje danas dostupno za privatnu kuću. Elektrolizer je kompaktan, lak za održavanje, može se ugraditi mala soba. Sirovine za proizvodnju goriva - voda iz česme. Postoji niz poznatih proizvođača koji nude slične kućne generatore vodika za grijanje doma i punjenje automobila gorivom. Na primjer, od 2003. Honda proizvodi kućnu energetsku stanicu, danas je treća generacija već u prodaji. HES III je opremljen solarnim panelima i može se instalirati u garaži ili na otvorenom.

Kućna energetska stanica je vrlo skupo postrojenje koje može proizvesti do 2 m2 vodonika na sat iz prirodnog plina ili elektrolize vode. Stanica se sastoji od reformera, gorivnih ćelija, sistema za prečišćavanje, kompresora i rezervoara za skladištenje gasa. Električna energija može dolaziti iz mreže ili se proizvoditi pomoću solarnih panela

Pored "brendirane" opreme, koju, inače, niko zvanično ne isporučuje u zemlje ZND, danas se naširoko reklamiraju H2 generatori koje proizvode naši prijatelji u Nebeskom carstvu ili tadžikistanske kolege u domaćim garažama. Nivo kvaliteta i performansi su različiti, od nikakvog do uslovno prihvatljivog. Prodavci slična oprema, za razliku od manje-više poštenih Japanaca, koji ne obećavaju manu nebesku, koriste "prljave" reklamne tehnologije, iskreno obmanjujući potencijalne kupce o karakteristikama svoje opreme, koja se prodaje po naduvanim cijenama.

Poluzanatski pogon za proizvodnju vodonika

Učinite sami grijanje na vodik, koje predviđa nezavisna proizvodnja elektrolizer. To je moguće, a čak i nije teško ako domaći majstor poznaje osnove elektrotehnike i njegove ruke rastu tamo gdje bi trebale biti. Koliko je efikasan i siguran, to je posebno pitanje.

Drugi problem je što je nabavka goriva samo dio zadatka. Potrebno je osigurati njegovu proizvodnju u potrebnim količinama, odvojiti ga od kisika i vodene pare, stvoriti rezervu, osigurati konstantan pritisak pri dovodu u generator topline.

Koliko je kilogram vodonika

Prosječna cijena 1 kg vodika, ovisno o tehnologiji njegove proizvodnje, prema laboratoriji INEEL je sljedeća:

• Hemijska reakcija - 700 rubalja sa standardnom metodom redukcije reagensa i 320 - uz korištenje nuklearne energije.
• Elektroliza iz industrijska mreža- 420 rubalja. Podaci vrijede za "vlasničke", balansirane elektrolizere. Zanatski proizvod ima očito niže pokazatelje.
• Proizvodnja od biomase - 350 rubalja.
• Pretvorba ugljikovodika - 200 rubalja.
• Visokotemperaturna elektroliza u nuklearnim elektranama - 130 rubalja.

Ove brojke pokazuju da je najjeftiniji način proizvodnje vodika u nuklearnim elektranama, gdje je važan resurs toplota, je nusproizvod glavne proizvodnje. Energija vodika iz obnovljivih izvora se također ne isplati zbog visoke cijene opreme. A šta je sa grijanjem doma na bazi vodonika? kompaktna instalacija? Morate shvatiti da se zakon održanja energije ne može zaobići. Da bi se H2 izolirao u elektrolizeru, morat će se potrošiti određena količina električne energije. Da bi se to dobilo, fosilna goriva su spaljivana u termoelektrani ili je energija generisana u hidroelektrani. Struja se tada prenosila žicama. U svim fazama procesa nastaju neizbježni gubici i količina potencijalne toplinske energije primljene na kraju bit će a priori manja nego na početku.

Da li je isplativo grijati kuću vodonikom

Prodavci kompaktnih generatora vodika uvjeravaju kupce u izuzetnu jeftinoću grijanja kuće vodonikom. Navodno je čak isplativije od grijanja na plin. Kažu da voda koja se ulije u instalaciju ne košta ništa, o ostatku troškova šute. Takva obećanja magično djeluju na neke naše sugrađane koji vole besplatno. Ali nemojmo biti kao Pinokio i prije nego zakoračimo u Zemlju budala, hajde da saznamo koliko zapravo košta grijanje na vodik kod kuće.

Prosječna prodajna cijena prirodnog plina za stanovništvo za potrebe grijanja i za proizvodnju električne energije iznosi 4,76 rubalja/m3. 1 m3 sadrži 0,712 kg. U skladu s tim, 1 kg prirodnog plina košta 6,68 rubalja. Prosječna kalorijska vrijednost prirodnog plina je 50.000 kJ/kg. Vodonik je mnogo veći, 140.000 kJ/kg. Odnosno, da bi se dobila količina toplotne energije jednaka onoj koja se stvara sagorevanjem 1 kg vodonika, biće potrebno 2,8 kg prirodnog gasa. Njegova cijena je 13,32 rubalja. Sada uporedimo cijenu toplinske energije dobivene sagorijevanjem 1 kg vodika dobivenog u dobrom tvorničkom elektrolizeru i od 2,8 kg prirodnog plina: 420 rubalja prema 13,32. Razlika je zaista monstruozna, 31,5 puta! Čak i u poređenju sa najskupljim od tradicionalnih vrsta grijanja - električnim, vodonik ne može ni blizu konkurencije, košta 4 puta više! Električna energija koja će se potrošiti na rad elektrolizera najbolje je iskoristiti za rad grijaćih električnih uređaja, bit će beskorisnija od primjera.

Što se tiče perspektiva za energiju vodika, jesu, ali uspjeh je povezan s obećavajućim industrijske tehnologije koji još nisu izmišljeni. Domaći generatori vodonika i automobili na vodik su očigledno neisplativi u narednim decenijama. Njihova vrlo ograničena upotreba u nekim zemljama moguća je samo zahvaljujući ozbiljnim državnim subvencijama u okviru pilot projekata. ekološki programi.

Memento mori - nekoliko riječi o sigurnosti

Vodonik je zapaljivi eksplozivni gas. Istovremeno je bez mirisa, nemoguće je utvrditi njegovo curenje bez posebne opreme. Rukovanje tako opasnom vrstom goriva zahtijeva posebne sigurnosne mjere. Potrebno je povremeno provjeravati nepropusnost cjevovoda, rezervoara za skladištenje, ispravnost zaporni ventili. H2 generator nije tako jednostavan uređaj kao što se može činiti iz kratkih video zapisa. Ovo je potencijalna bomba koja bi vam mogla raznijeti kuću. Pretvaranje plinskog kotla za grijanje u kotao za grijanje na vodik vlastitim rukama također je opasno.

Domaći kotao za grijanje na vodik, nekako preuređen iz starog na drva i generator vodonika za grijanje kuće, sastavljen na koljenu i nesiguran. Autori videa govore o izuzetnoj efikasnosti instalacije, ne navodeći nikakve brojeve i nudeći da se od njih naruči sličan po razumnoj cijeni.

Razotkrivanje mitova o efikasnosti vodoničnih kotlova

Ako vas ekonomske kalkulacije nisu uvjerile, a ipak se odlučite eksperimentirati s temom grijanja vodikom s gubitkom, toplo preporučujemo da se ne bavite amaterskim aktivnostima, već da pozovete stručnjake s iskustvom u ovoj djelatnosti. Inače, kod nas ih je jako malo.

Za proizvodnju topline u domu mogu se koristiti različiti izvori energije. Ima ih dovoljno neobične opcije kao što je vodonično gorivo. Trenutno grijanje na vodik rijetko koriste domaći potrošači zbog određenih poteškoća u dobivanju sirovina.

Međutim, ova metoda se i dalje smatra ekološki najprihvatljivijom i osigurava grijanje velike sobe. I trošak takvog grijanja bit će, iako veliki u usporedbi s korištenjem plina kao energenta, ali znatno niži u odnosu na rad kotlova na kruta goriva i električnih kotlova.

Karakteristike grijanja vodonikom

Po prvi put su talijanski pronalazači razvili grijanje kuće na vodonik. Uređaj koji su stvorili praktički nije stvarao buku i nije emitirao u atmosferu štetne materije. Istovremeno je temperatura unutar kotlova bila niska, a oprema se mogla napraviti ne od lijevanog željeza ili čelika otpornog na toplinu, već od običnog metala, pa čak i plastike.

„Klasična“, niskotemperaturna verzija grijanja na vodik je oslobađanje topline u procesu stvaranja vode iz vodika i kisika. Iako postoji tehnika koja uključuje obrnuti proces - cijepanje molekula vode za stvaranje vodonično gorivo sagorevanje u kotlovima.

Kotlovi na vodonik nisu potrebni poseban sistem uklanjanje produkata sagorevanja u atmosferu. Na kraju krajeva, pri tom se oslobađa samo para, što je bezopasno okruženje. A dobivanje sirovina praktički nije poseban problem, za razliku od takvih nositelja energije kao što su plin, dizel gorivo i pelet.

Troškovi korištenja grijanja na vodik će ići samo na električnu energiju za generator.

Prednosti i nedostaci

Širenje sistema vodoničnog grejanja je olakšano cela linija prednosti ove metode:

1. Ekološka čistoća emisija.
2. Rad bez upotrebe vatre (samo za konvencionalne niskotemperaturne sisteme). Pošto se toplota ne dobija sagorevanjem, već kao rezultat hemijska reakcija. Kombinacija vodika i kisika dovodi do proizvodnje vode, a energija koja se oslobađa u ovom slučaju odlazi u izmjenjivač topline. Temperatura rashladne tečnosti ne prelazi 40 stepeni, što je gotovo idealan režim za sistem "toplog poda".
3. Upotreba vodikovog goriva štedi vlasnika privatne kuće.

Jedini isplativiji način u smislu rada je grijanje na plin, koje je daleko od uvijek dostupnog za prigradsko stanovanje.

Također, korištenje vodonika smanjuje cijenu ugljikovodika kao što su nafta i plin, koji su neobnovljivi resursi.

Doduše, metodologija ima svojih nedostataka. Prvo, vodonik je prilično eksplozivan i zbog toga je teško prenosiva supstanca, iako ovaj problem postoji samo kod niskotemperaturne varijante.

Drugo, profesionalci sposobni za ispravna instalacija malo je takvih kotlova i certificiranja boca vodonika kod nas.

Princip i uređaj

Rad zagrijavanja na vodik temelji se na oslobađanju značajne količine toplinske energije dobivene kao rezultat interakcije kisika i molekula vodonika. Proces je karakteriziran velike veličine neophodan za njegov kapacitet protoka i visoku efikasnost (> 80%). Za ispravan rad opreme potrebno je:

• priključak na izvor tečnosti, čiju ulogu najčešće obavlja sistem vodonika;
• prisutnost snage, bez koje je nemoguće održati elektrolizu;
• periodična zamjena katalizatora, učestalost ovisi o performansama i dizajnu kotla;
• usklađenost sa sigurnosnim zahtjevima) iako su mnogo manje u odnosu na plinsko grijanje zbog nastanka svih reakcija unutar kotla, a korisniku je potrebna samo vizuelna kontrola procesa).

Međutim, s obzirom na to da je malo vjerojatno da će biti moguće stvoriti opremu kao što je niskotemperaturna vodikova instalacija za grijanje kuće vlastitim rukama, najčešće se koristi alternativna metoda - dobivanje vodika i njegovo korištenje kao energent. Ova opcija će biti pristupačnija i osigurati višu temperaturu rashladnog sredstva u sistemu grijanja (isto kao plin).

Sklapanje sistema

Sistemi za grijanje na vodik uključuju generatore vodonika, gorionike i kotlove. Prvi je neophodan za razgradnju tečnosti na njene komponente (sa ili bez katalizatora da bi se proces ubrzao). Plamenik stvara otvoreni plamen, a kotao služi uređaj za izmjenu topline. Sve ovo se može kupiti u njihovim prodavnicama, ali isti sistem uradi sam ima tendenciju da radi efikasnije.

Generator vodika se može sastaviti na nekoliko načina. Za njegovu proizvodnju trebat će vam nekoliko čeličnih cijevi, spremnik za lokaciju konstrukcije, generator širine impulsa kapaciteta 30A i više ili drugi izvor napajanja. Osim toga, prilikom sastavljanja ne može se bez posuđa za destilovanu vodu.

Snabdijevanje tekućinom iz koje će se oslobađati vodik vrši se unutar zatvorene konstrukcije, gdje se nalaze ploče od nehrđajućeg čelika (što ih je više, proizvodi se više vodika, iako se troši i dodatna električna energija) jedna uz drugu.

U rezervoaru se pod uticajem struje odvija proces cijepanja molekula vode na kisik i vodonik, nakon čega se potonji dovodi u kotao, gdje se ugrađuje gorionik. Ako se struja ne napaja iz mreže, već iz PWM generatora, efikasnost sistema se povećava.

Primjenjivi materijali

U sistemu grijanja se u pravilu koristi destilovana voda u koju se dodaje natrijum hidroksid u omjeru od 10 litara tekućine po 1 tbsp. l supstance. U nedostatku ili poteškoćama pribavljanja potrebne količine destilata, dozvoljena je i obična voda iz slavine, ali samo ako ne sadrži teške metale.

Kao metali od kojih se izrađuju vodonični kotlovi, dopušteno je koristiti bilo koje vrste nerđajući čelici- odlična opcija bi bio ferimagnetski čelik, na koji se ne privlače suvišne čestice. Iako bi glavni kriterij za odabir materijala ipak trebao biti otpornost na koroziju i hrđu.

Za montažu uređaja obično se koriste cijevi promjera 1 ili 1,25 inča. A gorionik se kupuje u odgovarajućoj trgovini ili online servisu.

Ako odaberete prave materijale i pažljivo proučite shemu grijanja, izrada instalacije i njezino povezivanje s kotlom nije teško.

Prikladnost metodologije

Razlog za ugradnju sistema za grijanje na vodik u privatnoj kući može biti nedostatak prirodnog plina u njemu i prisutnost električne energije. Istovremeno, troškovi snabdijevanja zgrade toplinom su niži u odnosu na korištenje električnih grijača.

Osim toga, nema potrebe za cijevima za uklanjanje produkata izgaranja. Ispada da se instalacija vodika može koristiti u seoskim kućama kao samostalna ili dodatna oprema za grijanje.