Котао за грејање на водоник: уређај + принцип рада + критеријуми избора

Принципи алтернативне енергије све више заокупљају пажњу потрошача.Ово је у великој мери последица повећања тарифа на традиционалне изворе енергије, као и периодичних поремећаја на тржишту услуга.

У овим околностима, котао за грејање на водоник се сматра једним од најперспективнијих типова уређаја који раде на обновљиво гориво, а то је гас Х.₂.

Пре него што се одлучите за куповину такве јединице, потребно је да се упознате са принципом њеног рада и процените предности и недостатке коришћења водоника као горива. Ова питања смо проучили и детаљно описали у чланку.

Поред тога, идентификовали смо параметре које треба узети у обзир при избору котла, дали савете за рад и припремили преглед најбољих фабрички произведених генератора водоника. Љубитељи домаћих производа биће корисни инструкцији за састављање јединице сопственим рукама.

Особине водоника као горива

Као што је горе поменуто, гориво за такве јединице је водоник, најлакши гас у природи, без боје и мириса. Међу његовим предностима је велика количина топлоте која се ослобађа током сагоревања Х₂ (121 МЈ/кг, док се сагоревањем пропана ослобађа само 40 МЈ/кг).

У нормалним условима, водоник гори на температури од +2000°Ц, али уз помоћ катализатора може се смањити на +300°Ц.Ово омогућава да котлови буду направљени од јефтиног челика, а не од скупих метала ретких земаља.

Водоник је нетоксичан, што га чини безбедним за употребу у свакодневном животу. Када се ова супстанца сагорева, производи се водена пара, која побољшава микроклиму у затвореном простору и не захтева димњаке.

Приликом употребе водоника, морају се стриктно поштовати безбедносна правила: ако се гас користи неправилно или дође у контакт са отвореним пламеном, може доћи до деструктивне експлозије

Недостаци укључују повећану експлозивност водоника, посебно када се меша са ваздухом или кисеоником, што доводи до стварања детонирајућег гаса.

Предности и мане водоничних котлова

Предности таквих уређаја су:

1. Потпуно еколошки прихватљив. Производи распадања воде не штете атмосфери, потпуно су безбедни за здравље људи и кућних љубимаца.
2. Висок ниво ефикасности, што може достићи 96%. Ово је знатно веће од ефикасности дизела, природног гаса или угља.
3. Уштеда природних ресурса кроз употребу алтернативни извори енергије.
4. Ниска цена примљене калорије. За такве уређаје довољна је вода и мало струје.

Истовремено, такви уређаји имају и слабости.

Недостаци укључују следеће нијансе:

1. Захтеви за одржавање. За највећу могућу производњу Х₂, металне плоче се морају мењати сваке године. Поред замене електрода, потребно је редовно додавати катализатор да би се произвела планирана количина енергије. Учесталост овог поступка зависи од снаге, као и од карактеристика одређеног модела.
2. Високи трошкови — фабричка инсталација коштаће не мање од 35-40 хиљада рубаља.
3. Опасност од експлозије када се нормализовани притисак у котлу повећа.
4. Недостатак боца водоника - Доста ретко се налазе у продаји.
5. Ограничен избор. Пошто такви уређаји за грејање нису чести на руском тржишту, није увек могуће брзо пронаћи одговарајући модел, као и пронаћи компетентне стручњаке за уградњу и поправку опреме.
6. Потреба за комуникацијама. Да бисте управљали уређајем, потребна вам је стална веза са напајањем за спровођење реакције електролизе, као и са извором воде, чији проток зависи од снаге уређаја.

Неопходно је напоменути да произвођачи посвећују велику пажњу новим технологијама и настоје да унапреде водоничне котлове, елиминишући или минимизирајући недостатке.

Принцип рада грејне јединице

Због своје активности Х₂ У природи се не налази у чистом облику, али га је прилично лако изоловати из обичне воде електролизом, која такође ослобађа гас кисеоника.

На представљеној слици можете видети шематски дизајн опреме за грејање која ради на водоник, указујући на све структурне елементе (+)

Да би уређај за грејање функционисао, прво је потребно набавити Х₂. То се дешава у посебном одељку резервисаном за такву реакцију. Течност се сипа у посуду, у коју су уроњене металне плоче.

Напајају се електричном струјом посебно одабране чистоће, под чијим утицајем се ослобађа Х₂ и о₂, као и водена пара као нуспроизвод.

Добијена смеша се пропушта кроз посебан уређај - хемијски сепаратор, уз помоћ којег је могуће изоловати водоник, одвајајући га од других нечистоћа. Пречишћени гас се доводи у горионик, на који је уграђен вентил.

Спречава кретање Х₂ у другом правцу, чиме се спречава експлозија. У овом случају, кисеоник и водена пара се пуштају у посебан контејнер кроз други систем.

Затим, гас водоник пролази кроз заштитну јединицу и улази у комору за сагоревање. Овде реагује са гасом у присуству катализатора, што доводи до стварања топлоте, која улази у систем грејања куће кроз измењивач топлоте.

Водена пара која се ослобађа у комори враћа се кроз посебно предвиђени канал у резервоар са електролитом, чиме се користи процес рециклаже.

Подешавање снаге се врши помоћу посебно опремљених канала, чији број може достићи шест. Сваки од ових уређаја у себи садржи катализатор, због чега, када се укључи, почиње процес генерисања топлоте.

Проток гаса, загрејан на температуру од 40°Ц, почиње да се креће ка измењивачу топлоте који се налази у комори за сагоревање.

Захваљујући одвојеном дизајну, канали могу да раде независно један од другог, што вам омогућава да укључите само део њих.

Процес производње водоника у савременим уређајима за електролизу је потпуно аутоматизован. Једини ручни процес је уливање воде у систем

Савремени модели су такође опремљени разним уређајима, на пример, индикаторима нивоа воде и сензорима притиска, што им омогућава да раде аутоматски и хитно реагују у непредвиђеним ситуацијама.

Компоненте постројења водоника

Дизајн система грејања који ради на водонику је прилично једноставан.

Боилер, који игра улогу измењивача топлоте, главни је елемент где се јавља производња водоника.

Котао који ради на водоник може се саставити од доступних елемената, а за његов рад потребна је само обична или дестилована вода (+)

електролизер - главни активни део котла, где долази до електролитичке реакције која доводи до разлагања воде на Х.₂ и о₂. Елемент је резервоар напуњен водом у који су постављене металне електроде које имају максималну струјну проводљивост.

Плоче су спојене на жице преко којих се напаја струја.

Бурнер - уређај који помаже у загревању расхладне течности у систему грејања. Налази се у комори за сагоревање, искра се доводи да га запали.

Вентил горионика - посебан део који се налази на врху уређаја. Захваљујући овом детаљу Х₂, подижући се до врха, лако савладава баријеру недоступну другим испуштеним материјама и улази директно у горионик.

Фабрички котлови на водоник опремљени су контролном јединицом. Панел приказује индикаторе напона и струје, регулатор снаге и полуге за подешавање других параметара рада

Цевовод - комуникације које се протежу од јединице и служе за снабдевање топлотом свих просторија куће. Користи се за везивање цеви за грејање пречника 25-32 мм. Приликом полагања, поштује се основно правило: пречник сваке следеће гране треба да буде мањи од пречника претходне.

Критеријуми за избор генератора

Када се одлучите за куповину такве опреме, важно је обратити пажњу на следеће критеријуме.

Снага. Са савременим уређајима, вредност овог индикатора може значајно да варира, што вам омогућава да изаберете најбољу опцију и за малу кућу и за дво- или троспратну зграду.

Просечна потрошња воде у савременим моделима генератора није превисока. У року од 24 сата, уређају ће бити потребно око 5,5 литара за рад, што производи 1,2-2 литара горива

Број кола. На уређајима који раде на водонику, обично се инсталира круг грејања. Неки модели такође пружају додатну уградњу другог (грејног) круга.

Ниво потрошње електричне енергије. Данашње технологије омогућавају постизање одличних топлотних перформанси уз минималну потрошњу електричне енергије. Потрошња енергије различитих типова генератора варира од 1,2 до 3 кВ на 1 сат.

Ниска потрошња енергије постиже се због чињенице да водонични котао не ради континуирано, већ само да одржава одређену температуру у просторији.

Напајање. Све врсте генератора водоника могу се поделити у две велике категорије: један ради на гас, други на струју.

Произвођач. Боље је дати предност доказаним произвођачима (Италија, САД). Требало би да будете опрезни са производима лошег квалитета које нуде сумњиве компаније по изузетно ниским ценама.

Савети за коришћење котла

Да бисте побољшали функционалност уређаја, важно је да пратите упутства која су укључена. Можете побољшати рад уређаја додавањем додатних делова (морате стриктно поштовати сигурносна правила).

Сензор пламена инсталиран на горионику повећава сигурност система.Када се ватра угаси, уређај аутоматски искључује доток запаљивог гаса у горионик, чиме се спречава да уђе у просторију

У унутрашњост измењивача топлоте можете уградити посебне сензоре за праћење повећања стопе загревања воде, као и допунити дизајн горионика са запорним вентилима.

Једноставно га повежите директно на сензор температуретако да се котао аутоматски искључује чим грејање достигне задату тачку.

Такође је корисно уградити уређај за нормализовано хлађење котла.

Уређаји на водоник се могу користити не само као једина опрема за грејање у кући, већ иу комбинацији са другим системима грејања. У овом случају, главне јединице за грејање могу радити у режиму ниске температуре.

Ако се поштују оперативни стандарди, јединица на водоник ће служити деценијама. Иако је гарантни рок за такве уређаје 15 година, у пракси они могу ефикасно да раде 20-30 година.

Поправка таквих уређаја неће бити тешка за искусног техничара, јер се основни дизајн водоничног котла не разликује превише од аналога који раде на другим врстама горива.

Топ 5 фабричких генератора водоника

Прва компанија која је произвела и патентирала технологију за производњу котла на водонично гориво била је италијанска компанија Гиацомини. Специјализована је за уређаје засноване на еколошки прихватљивим методама производње енергије: геотермалне пумпе, соларни панели и други.

Х2идроГЕМ је каталитичка комора за сагоревање, чији сваки рог садржи супстанцу која убрзава реакцију сагоревања водоника.Због тога се процес одвија на релативно ниској температури

Тренутно сличне моделе производе америчке, кинеске и европске компаније, али њихов асортиман није веома широк у поређењу са котловима који раде на другим врстама горива.

Најбољи фабрички модели водоничних система

Међу најпопуларнијим моделима истичемо:

1. МегаТанк100 – генератор који ради на струју из мреже. Има поуздан вишестепени систем заштите од прегревања и кратког споја, који гарантује сигуран и продуктиван рад. Цена модела зависи од његове конфигурације.
2. СТАР-2000 – скупа јединица (>200.000 рубаља) има одличне техничке карактеристике. Упркос чињеници да овај генератор троши минималну енергију, способан је да загреје просторију од 251-300 квадратних метара.
3. Кингкар – уређај који се напаја из мреже са одличним перформансама. Цена модела је прилично висока - око 100 хиљада рубаља, али је надокнађена економичном потрошњом енергије.
4. Х2-2 – Италијанска опрема „екстра“ класе по високој цени (око 250.000 рубаља). омогућавајући загревање ваздуха у великим просторима (од 300 м³ и изнад) уз минималну потрошњу електричне енергије.
5. Слободна енергија – висококвалитетни уређаји по приступачној цени у распону од 15-35 хиљада рубаља (цена зависи од снаге и других карактеристика). Опремљен контролном јединицом која аутоматизује многе процесе, сензором за регулацију напона и притиска на више нивоа.

Постоје и други модели у различитим ценовним категоријама.

Како сами направити котао

Генератори за грејање имају прилично лаган дизајн. Са одређеним нивоом вештине, можете сами саставите уређај. Истовремено, због експлозивности мешавине водоника, такав рад захтева изузетну одговорност, познавање мера предострожности и искуство у уградњи оваквих уређаја.

Ако сами производите уређај, нећете моћи да се ослободите значајних финансијских трошкова, јер је боље купити неке од компоненти већ готове. Висок ризик тера вас да размишљате о фабричким инсталацијама, за које произвођачи дају дугорочне гаранције

Процес израде водоничног котла сопственим рукама може се поделити у неколико фаза.

Корак 1 — извођење цртежа и припрема материјала. Пре свега, требало би да нађете сличне пројекте на интернету како бисте помоћу њих размишљали о уређају који би испуњавао све услове и могућности.

Неопходно је тачно израчунати све индикаторе, а пре свега потребну снагу, а такође одлучити о материјалима који ће се користити за израду котла. Феромагнетне легуре се сматрају најбољом опцијом, али посуда од нерђајућег челика је сасвим прикладна.

Иако генератори водоника за грејање могу имати различите дизајне, следећи детаљи остају непромењени:

• 12-волтни извор напајања;
• резервоар у којем ће се налазити структура;
• ПВМ контролер снаге најмање 30 А;
• неколико цеви различитих пречника од нерђајућег челика;
• Лим;
• ножна тестера за метал;
• рингла на плинском шпорету - боље припремљен, купљен у продавници.

Корак 2 — стварање електролита. Да бисте направили плоче са којима ће електролизер бити опремљен, потребно је да узмете челични лим средње дебљине.Користећи металне маказе, ножну тестеру или неки други алат, сече се на једнаке траке од 18 или више комада (број мора бити паран).

С друге стране, у сваком од њих потребно је избушити рупе за вијке који ће бити потребни да се ови елементи држе потпуно непомично у електролиту.

Све плоче делимо на аноде и катоде; у зависности од ове поделе, жице су повезане на њих, односно преносећи позитивна и негативна наелектрисања.

Коришћење једносмерне струје је ефикасније од коришћења наизменичне струје. Најбоље је користити генератор типа ПВМ као његов извор.

Корак #3 — склоп електролизера. Најбољи материјал за производњу овог елемента је нерђајући челик. Поуздана конструкција правоугаоног или квадратног облика је заварена од метала, након чега се у њу сипа вода или мешавина Х₂О са катализатором, а такође се постављају припремљене плоче са повезаним ожичењем.

Корак #4 — прикључак горионика. Горионик је монтиран на врху уређаја - боље је користити купљени модел, који се може купити у специјализованој продавници.

Корак #5 — уградња и повезивање сепаратора, што је неопходно за одвајање водоничних гасова из смеше.

На крају се поставља цев кроз коју је Х₂ ће се подићи до горионика, а повезани су и елементи који уклањају топлоту и дистрибуирају је по кући.

Која је вода боља - обична или дестилована?

Једно од питања које власници водоничних котлова често постављају односи се на воду која се користи за рад уређаја.

Дестилована вода за рад водоничног котла може се купити у продавницама или можете сами поставити његову производњу помоћу једноставне инсталације

Према мишљењу стручњака, фабрички или кућни уређаји најбоље перформансе показују при раду са дестилованом водом, којој је додато врло мало натријум-хидроксида (једна супена кашика на 10 литара Х2О).

Међутим, водонични котао може успешно да ради и на води из славине, главна ствар је да не садржи соли тешких метала.

Закључци и користан видео на тему

У видеу испод видећете преглед модела гасног котла који ради на водоничном гориву, произведеног од стране познате корејске компаније ДАЕВОО.

Водоник се не без разлога назива горивом будућности: овај гас може постати готово неограничен ресурс јефтиног, еколошки прихватљивог горива које се може користити у разним инсталацијама.

Котао на водонично гориво, произведен у фабрици или самостално, омогућиће вам да креирате аутономни систем грејања. Ово ће помоћи да се значајно смање плаћања у стамбено-комуналним услугама и решиће питање одржавања удобне температуре у дневним и помоћним просторијама.

Има ли искуства са коришћењем водоника као горива? Да ли желите да постављате питања на ту тему или да разговарате о свом проналаску? Молимо вас да коментаришете објаву, учествујете у дискусијама и оставите фотографије својих домаћих производа. Блок повратних информација се налази испод.