Kaip patiems pasidaryti vandenilio generatorių. Kaip savo rankomis pasidaryti vandenilio generatorių? Šių šildymo sistemų trūkumai gyvenamajam pastatui

Vandenilis yra beveik ideali kuro rūšis, tačiau problema ta, kad mūsų planetoje jis randamas tik junginių su kitais cheminiais elementais pavidalu. „Grynos“ medžiagos dalis atmosferoje yra ne didesnė kaip 0,00005%. Atsižvelgiant į tokias realijas, vandenilio generatoriaus klausimas tampa aktualus. Apsvarstykite tokio įrenginio veikimo principą, jo dizaino ypatybes, apimtį ir galimybę savarankiškai gaminti.

Vandenilio generatoriaus aprašymas ir veikimo principas

Yra keletas vandenilio išgavimo iš kitų medžiagų būdų, išvardijame dažniausiai naudojamus:

1. Elektrolizė, ši technika yra pati paprasčiausia ir gali būti įgyvendinta namuose. Per vandeninį tirpalą, kuriame yra druskos, teka nuolatinė elektros srovė, jai veikiant įvyksta reakcija, kurią galima apibūdinti tokia lygtimi: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2. Šiuo atveju pavyzdys pateiktas paprastos virtuvės druskos tirpalui, kuris nėra geriausias pasirinkimas, nes išsiskiriantis chloras yra toksiška medžiaga. Atkreipkite dėmesį, kad šiuo metodu gautas vandenilis yra gryniausias (apie 99,9%).
2. Leidžiant vandens garus per anglies koksą, įkaitintą iki 1000 ° C temperatūros, tokiomis sąlygomis vyksta ši reakcija: H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
3. Išgavimas iš metano garų riformingo būdu (būtina reakcijos sąlyga – 1000°C temperatūra): CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2 . Antrasis variantas yra metano oksidacija: 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2.
4. Krekingo (naftos perdirbimo) procese kaip šalutinis produktas išsiskiria vandenilis. Atkreipkite dėmesį, kad mūsų šalyje šios medžiagos deginimas vis dar vykdomas kai kuriose naftos perdirbimo gamyklose dėl reikiamos įrangos trūkumo arba pakankamos paklausos.

Iš šių variantų paskutinis yra pigiausias, o pirmasis yra pats prieinamiausias, būtent jis yra daugumos vandenilio generatorių, įskaitant buitinius, pagrindas. Jų veikimo principas slypi tame, kad praleidžiant srovę per tirpalą, teigiamas elektrodas pritraukia neigiamus jonus, o elektrodas su priešingu krūviu pritraukia teigiamus, todėl medžiaga suskaidoma.

Vandenilio generatoriaus konstrukcijos ypatybės ir išdėstymas

Jei vandenilio gavimo problemų praktiškai nėra, jo transportavimas ir saugojimas vis dar yra neatidėliotinas uždavinys. Šios medžiagos molekulės yra tokios mažos, kad gali net prasiskverbti į metalą, o tai kelia tam tikrą pavojų saugai. Laikymas absorbuotoje formoje dar nėra labai ekonomiškas. Todėl optimaliausias variantas yra vandenilio generavimas prieš pat jo panaudojimą gamybos cikle.

Šiuo tikslu gaminami pramoniniai vandenilio gamybos įrenginiai. Paprastai tai yra membraninio tipo elektrolizatoriai. Žemiau pateikiamas supaprastintas tokio įrenginio dizainas ir veikimo principas.

Pavadinimai:

• A - vamzdelis chlorui (Cl 2) pašalinti.
• B - vandenilio pašalinimas (Н 2).
• C yra anodas, ant kurio vyksta ši reakcija: 2CL - →CL 2 + 2е - .
• D yra katodas, reakciją ant jo galima apibūdinti tokia lygtimi: 2H 2 O + 2e - → H 2 + OH - .
• E - vandens ir natrio chlorido (H 2 O & NaCl) tirpalas.
• F - membrana;
• G – prisotintas natrio chlorido tirpalas ir kaustinės sodos (NaOH) susidarymas.
• H - sūrymo ir praskiestos kaustinės sodos pašalinimas.
• I - prisotinto sūrymo įėjimas.
• J - viršelis.

Buitinių generatorių konstrukcija yra daug paprastesnė, nes dauguma jų gamina ne gryną vandenilį, o Browno dujas. Taip vadinamas deguonies ir vandenilio mišinys. Ši parinktis yra praktiškiausia, nes nereikia atskirti vandenilio ir deguonies, galima žymiai supaprastinti dizainą, taigi ir atpiginti. Be to, susidariusios dujos deginamos jas gaminant. Laikyti ir kaupti jį namuose ne tik problematiška, bet ir nesaugu.

Pavadinimai:

• a - Browno dujų išleidimo vamzdis;
• b - įleidimo vandens tiekimo kolektorius;
• c - sandarus korpusas;
• d - elektrodų plokščių blokas (anodai ir katodai), tarp kurių sumontuoti izoliatoriai;
• e - vanduo;
• f - vandens lygio jutiklis (prijungtas prie valdymo bloko);
• g - vandens atskyrimo filtras;
• h – elektrodams tiekiamas maitinimas;
• i - slėgio jutiklis (pasiekus slenkstinį lygį siunčia signalą į valdymo bloką);
• j - apsauginis vožtuvas;
• k - dujų išleidimo anga iš apsauginio vožtuvo.

Būdingas tokių prietaisų bruožas yra elektrodų blokų naudojimas, nes nereikia atskirti vandenilio ir deguonies. Dėl to generatoriai yra gana kompaktiški.

Vandenilio generatoriaus pritaikymas

Dėl problemų, susijusių su vandenilio transportavimu ir laikymu, tokie įrenginiai yra paklausūs pramonės šakose, kuriose šių dujų buvimas reikalauja technologinio ciklo. Mes išvardijame pagrindines kryptis:

1. Gamyba, susijusi su vandenilio chlorido sinteze.
2. Kuro gamyba raketų varikliams.
3. Trąšų kūrimas.
4. Vandenilio nitrido (amoniako) gamyba.
5. Azoto rūgšties sintezė.
6. Maisto pramonėje (kietiesiems riebalams gauti iš augalinių aliejų).
7. Metalo apdirbimas (suvirinimas ir pjovimas).
8. Metalų restauravimas.
9. Metilo alkoholio sintezė
10. Vandenilio chlorido rūgšties gamyba.

Nepaisant to, kad vandenilio gamyba naftos perdirbimo procese yra pigesnė nei jo gamyba elektrolizės būdu, kaip jau minėta, transportuojant dujas kyla sunkumų. Aplinkos situacija ne visada leidžia statyti pavojingų cheminių medžiagų gamybos įrenginius tiesiai šalia naftos perdirbimo gamyklų. Be to, elektrolizės būdu pagamintas vandenilis yra daug švaresnis nei alyvos krekingas. Šiuo atžvilgiu pramoniniai vandenilio generatoriai visada yra labai paklausūs.

buitiniam naudojimui

Vandenilis taip pat naudojamas kasdieniame gyvenime. Visų pirma, tai yra autonominės šildymo sistemos. Tačiau čia yra keletas funkcijų. Gryno vandenilio jėgainės yra žymiai brangesnės nei „Brown“ dujų generatoriai, o pastaruosius netgi galite pasistatyti patys. Bet organizuojant namų šildymą, reikia atsižvelgti į tai, kad Browno dujų degimo temperatūra yra daug aukštesnė nei metano, todėl reikalingas specialus katilas, kuris yra kiek brangesnis nei įprastai.

Internete galite rasti daug straipsnių, kuriuose rašoma, kad įprastus katilus galima naudoti sprogioms dujoms, tačiau tai visiškai neįmanoma. Geriausiu atveju jie greitai žlugs, o blogiausiu gali sukelti liūdnų ar net tragiškų pasekmių. Brown's mišiniui pateikiami specialūs dizainai su karščiui atsparesniu antgaliu.

Pažymėtina, kad vandenilio generatoriais pagrįstų šildymo sistemų pelningumas yra labai abejotinas dėl mažo efektyvumo. Tokiose sistemose yra dvigubi nuostoliai, pirma, dujų susidarymo procese ir, antra, kai vanduo šildomas katile. Pigiau iš karto šildyti vandenį elektriniame boileryje.

Lygiai taip pat prieštaringas įgyvendinimas buitiniam naudojimui, kuriame Browno dujos yra praturtintos benzinu automobilio variklio degalų sistemoje, siekiant sutaupyti pinigų.

Pavadinimai:

• a - HHO generatorius (priimtas Brauno dujų žymėjimas);
• b - dujų išėjimas į džiovinimo kamerą;
• c - skyrius vandens garams pašalinti;
• d - kondensato grąžinimas į generatorių;
• e - išdžiovintų dujų tiekimas į kuro sistemos oro filtrą;
• f - automobilio variklis;
• g - prijungimas prie akumuliatoriaus ir maitinimo generatoriaus.

Pažymėtina, kad kai kuriais atvejais tokia sistema netgi veikia (jei ji surinkta teisingai). Bet nerasite tikslių parametrų, galios padidėjimo, sutaupymo procento. Šie duomenys yra labai neryškūs, o jų patikimumas abejotinas. Vėlgi, klausimas neaiškus, kiek sumažės variklio resursai.

Tačiau paklausa generuoja pasiūlymus, internete galite rasti išsamius tokių įrenginių brėžinius ir jų prijungimo instrukcijas. Taip pat yra paruoštų modelių, pagamintų Tekančios saulės šalyje.

Paprasčiausią vandenilio generatorių gaminame savo rankomis žingsnis po žingsnio

Papasakokime, kaip galite pasigaminti naminį generatorių vandenilio ir deguonies mišinio (HHO) gamybai. Jo galingumo namui šildyti neužtenka, tačiau dujiniam degikliui metalui pjaustyti pakaks gaunamo dujų kiekio.

Ryžiai. 8. Dujinio degiklio schema

Pavadinimai:

• a - degiklio antgalis;
• b - vamzdžiai;
• c - vandens spynos;
• d - vanduo;
• e - elektrodai;
• f - sandarus dėklas.

Visų pirma gaminame elektrolizatorių, tam reikia sandaraus indo ir elektrodų. Kaip pastarąjį naudojame plienines plokštes (jų dydį pasirenkame savavališkai, priklausomai nuo norimų eksploatacinių savybių), tvirtinamas ant dielektrinio pagrindo. Mes sujungiame visas kiekvieno elektrodo plokštes.

Kai elektrodai yra paruošti, jie turi būti pritvirtinti rezervuare taip, kad maitinimo laidų prijungimo taškai būtų aukščiau numatomo vandens lygio. Elektrodų laidai eina į 12 voltų maitinimo šaltinį arba automobilio akumuliatorių.

Talpyklos dangtelyje padarome angą vamzdeliui dujų išėjimui. Kaip vandens užraktus galite naudoti įprastus 1 litro talpos stiklinius indus. Užpilame 2/3 vandens ir prijungiame prie elektrolizatoriaus ir degiklio, kaip parodyta 8 pav.

Geriau pasiimti paruoštą degiklį, nes ne kiekviena medžiaga gali atlaikyti Browno dujų degimo temperatūrą. Mes prijungiame jį prie paskutinio vandens spynos išvesties.

Į elektrolizatorių pripildome vandens, į kurį dedama įprastos virtuvinės druskos.

Prijungiame elektrodams įtampą ir patikriname prietaiso veikimą.

Vienas iš patogiausių ir praktiškiausių vandenilio gamybos būdų, o tolesnis, pagrįstas jo panaudojimas – vandenilio generatorius, vadinamasis vandenilio degiklis. Tačiau gauti vandenilio namuose yra gana pavojinga užduotis, todėl paisykite aprašytų patarimų.

Naminis vandenilio generatorius:

Vandenilio degiklio pagrindas yra vandenilio generatorius, kuris yra tam tikras indas su vandeniu ir nerūdijančio plieno plokštėmis. Vandenilio generatoriaus dizainą ir išsamų aprašymą galima nesunkiai rasti kitose svetainėse, todėl nešvaistysiu spausdintų rašmenų. Noriu perteikti labai svarbias subtilybes, kurios jums labai pravers, jei ketinate savo rankomis pasigaminti vandenilio degiklį.

1 pav. – vandenilio degiklio konstrukcinė schema

Vandenilio degiklio esmė yra vandenilio gamyba vandens elektrolizės būdu. Turite suprasti, kad elektrolizatoriuje (inde su vandeniu ir elektrodais), taigi, nieko baisaus ten pilti negalima, rekomenduoju naudoti distiliuotą vandenį, bet skaičiau, kad efektyvesnei elektrolizei dedama ir kaustinės sodos (nematau Aš nežinau proporcijų).

Mano kamera yra surinkta iš nerūdijančių plokščių, guminių tarpiklių ir dviejų storų organinio stiklo plokščių, o išoriškai viskas atrodo taip:

2 pav. – elektrolizatorius

Elektrolizatorius turi būti pripildytas tiksliai iki pusės vandens, kad būtų laikomasi saugos taisyklių, stebėkite skysčio lygį, nes jam mažėjant keičiasi elektriniai parametrai ir vandenilio išsiskyrimo intensyvumas!

Tačiau prieš skirdami daug laiko ir medžiagų elektrolizatoriaus surinkimui, pasirūpinkite jo maitinimo šaltiniu. Mano elektrolizatorius, pavyzdžiui, sunaudoja apie 6A srovę, esant 8V įtampai.

Metalinės plokštės (elektrodai) jungiamos prie jų prilituota stora varine viela ir storais variniais (apie 4mm skerspjūvio).

3 pav. – Kaip prijungti laidus

Taip pat turite suprasti, kad viskas turi būti hermetiškai sujungta ir gerai izoliuota, plokščių trumpasis jungimas ir kibirkštis yra nepriimtini !!!

4 pav. – Plokščių izoliacija

Tiesą sakant, yra daug įvairių elektrolizatorių konstrukcijų, todėl nenoriu kreipti jūsų dėmesio į tai, nors tai yra pati elementariausia ir daug laiko reikalaujanti dalis vandenilio degikliui, tačiau tai nėra labai svarbu. (bet koks dizainas tiks jums).

Dirbdami su vandenilio degikliu, turėtumėte:

Jei ketinate gaminti vandenilio degiklį, būkite atsargūs! Vandenilis yra labai sprogus! Surenkant ir dirbant su vandenilio degikliu, yra daug gyvybiškai svarbių subtilybių. Atkreipkite dėmesį į mano patarimus – aš tikrai tai padariau ir žinau, apie ką kalbu.

Namuose vandenilio degikliuose vandenilio slėgis turi būti pastovus, apsauga nuo atvirkštinio sprogimo, geras sandarumas ir izoliacija!

Faktas yra tas, kad dirbdami su vandenilio degikliu, elektrolizei naudojate maitinimo šaltinį. O kol jis įjungtas, vandenilis išsiskiria maždaug tokiu pat intensyvumu (dirbdamas gali kristi, garuojant vandeniui ir keičiantis srovės tankiui tarp elektrodų plokštelių), todėl nepradėkite darbo prieš tai nesusipažinę su degikliu. prietaisas.

Kaip teisingai naudoti vandenilio degiklį:

Visų pirma, visada dirbkite su asmeninėmis apsaugos priemonėmis (būtinai užsidėkite apsauginį skydą ar akinius ant veido), antra, laikykitės priešgaisrinės saugos taisyklių. Trečia, stebėkite vandens lygį elektrolizatoriuje ir liepsnos degimo intensyvumą.

Nereikia tuoj pat uždegti liepsnos, tegul vandenilis išstumia likusį deguonį (man tai užtrunka apie dešimt minučių, priklausomai nuo išleidimo intensyvumo ir indų tūrio su vandens sandarikliu ir saugikliu A, B 1 pav. )

Būtinai šalia laikykite indą su vandeniu – jo prireiks, kad užgesintumėte degiklio liepsną, kai baigsite darbą. Norėdami tai padaryti, tereikia nukreipti adatos galiuką su liepsna po vandeniu ir taip blokuoti deguonį nuo ugnies. VISADA PIRMIAUSIA UŽGESINKITE LEPSNĄ, O VAD IŠJUNKITE GENERATORIAUS MAITINĄ – KITAIP SPROGIMAS BUS NEĮMANOMAS.

Vandens sandariklis ir saugiklis:

Atkreipkite dėmesį į paveikslą Nr. 1 - yra du indai (aš juos pavadinau A ir B), na, adata iš vienkartinio švirkšto (C), visa tai sujungta vamzdeliais iš lašintuvų.

Į pirmąjį indą (A) reikia įpilti vandens, tai yra vandens sandariklis. Tai būtina, kad sprogimas nepasiektų elektrolizatoriaus (jei jis sprogs, tai bus kaip skeveldra granata).

5 paveikslas – vandens užraktas

Atkreipkite dėmesį, kad vandens sandariklio dangtelyje yra dvi jungtys (visa tai adaptavau iš medicininio lašintuvo), abi jos hermetiškai įklijuotos į dangtelį epoksidiniais klijais. Vienas vamzdis ilgas, per kurį vandenilis iš generatoriaus turėtų tekėti po vandeniu, šniokščiantis, o per antrą angą vamzdeliu eiti į saugiklį (B).

6 pav. – Saugiklis

Į indą su saugikliu galima pilti ir vandenį (siekiant didesnio patikimumo), ir spirito (alkoholio garai padidina liepsnos degimo temperatūrą).

Pats saugiklis pagamintas taip: Dangte reikia padaryti 15 mm skersmens skylutes ir skylutes varžtams.

7 pav. – kaip atrodo dangčio skylės

Taip pat reikės dviejų storų poveržlių (jei reikia, vidinį poveržlės skersmenį reikia išplėsti apvalia dilde), dviejų vandens tarpiklių ir šokolado folijos arba paprasto baliono.

Pav. Nr. 8 – Apsauginio vožtuvo eskizas

Jis surenkamas gana paprastai, dangčio ir tarpiklių geležinėse poveržlėse reikia išgręžti keturias bendraašias skyles. Pirmiausia reikia prilituoti varžtus prie viršutinės poveržlės, tai nesunkiai galima padaryti naudojant galingą lituoklį ir aktyvųjį srautą.

Pav. Nr. 9 – poveržlė su varžtais
Pav. Nr. 10 – Prilituoti varžtai prie poveržlės

Prilitavus varžtus, ant poveržlės ir tiesiai ant vožtuvo reikia uždėti vieną guminį tarpiklį. Aš naudojau ploną guminę juostelę iš sprogusio baliono (tai daug patogiau, nei uždėti ploną foliją), nors folija taip pat veikia gana gerai, bent jau bandant vandenilinį degiklį, ar jis sprogs, vožtuve buvo folija.

11 pav. - Uždedame tarpiklį ir apsauginę gumą

Tada uždedame antrą tarpinę ir galite įkišti apsaugą į dangtelyje padarytas skylutes.

Pav. Nr. 12 – Baigtas vožtuvas
Pav. Nr. 13 – Apsaugos elementai

Antroji poveržlė ir veržlės reikalingos norint tvirtai ir tvirtai pritvirtinti apsaugą priveržiant veržles (žr. pav. Nr. 6).

Teisingai supraskite ir atkreipkite dėmesį, kad saugos taisyklių negalima nepaisyti, ypač dirbant su sprogiomis dujomis. O toks paprastas prietaisas gali išgelbėti nuo nemalonių netikėtumų. Apsauga veikia pagal principą „kur plona - ten lūžta“, su sprogimu išmuša apsauginę plėvelę (foliją ar guminę juostelę), o sprogstamoji jėga nepatenka į elektrolizatorių, be to, tai taip pat apsaugotas vandens sandarikliu. Laikykitės mano žodžio, jei elektrolizatorius sprogs, jums to neatrodys pakankamai :)!!!

14 pav. – Sprogimas

Reikėtų suprasti, kad avarinė situacija yra neišvengiama. Faktas yra tas, kad liepsna dega prie purkštuko išėjimo (tai yra gana gera adata iš vienkartinio švirkšto) tik todėl, kad susidaro dujų slėgis (slėgis susitariamas).

Pav. Nr. 15 – antgalis iš švirkšto, ant pjedestalo

Pavyzdžiui, jūs dirbate su degikliu, o dabar šviesa išjungta, patikėkite manimi! Neturėsite laiko atšokti nuo degiklio, liepsna akimirksniu grįš pro vamzdelį ir griaustinis apsauginio vožtuvo sprogimas (reikia jį pūsti, o ne elektrolizatorių) - tai visiškai normalu, kai degiklis yra naminis – būkite budrūs ir atsargūs, laikykitės atokiai nuo vandenilio degiklio ir dėvėkite asmenines apsaugos priemones!

Asmeniškai aš nelabai entuziastingai žiūriu į vandenilio degiklį, o pasigaminti bandžiau tik todėl, kad jau turėjau paruoštą elektrolizatorių. Pirma, tai labai pavojinga, antra, nelabai efektyvu (kalbu apie savo vandenilio degiklį, o ne apie degiklius apskritai) su juo nepavyko išlydyti to, ko norėjau. Ir todėl, jei sugalvojote pasigaminti tokio tipo degiklius, užduokite sau visiškai racionalų klausimą „ar verta“, nes elektrolizatoriaus surinkimas nuo nulio yra gana varginantis verslas, be to, galingas maitinimo šaltinis, kurio pakaktų, kad atitiktų vandenilio slėgį ir išėjimo antgalio skersmenį. Todėl „jei tik būtų“ to daryti nerekomenduoju, o tik tada, kai to tikrai reikia.

Sunku rasti tokį žmogų, kuris nesiektų sumažinti modernių šildymo sistemų eksploatavimo išlaidų. Šiuo tikslu plačiai naudojami įvairūs ekonomiški įrenginiai su dideliu šilumos perdavimo greičiu, taip pat patikimos vamzdynų sistemos. Kaip alternatyvią energijos nešiklio kategoriją daugelis mano, kad efektyvus vandenilio šildymas namuose savo rankomis. Vis daugiau vartotojų svarsto galimybę įrengti vandenilio generatorių privačiam namui šildyti.

Kas yra vandenilio generatorius?

Tai ideali alternatyva šildymui įprastomis gamtinėmis dujomis, nes vidutinė temperatūra gali siekti 3000 laipsnių. Tam reikia sumontuoti specialų vandeniliu varomą šildymo degiklį, kuris be problemų atlaikytų tokią gana aukštą temperatūrą.

Standartinis vandenilio generatorius sudarytas iš tam tikrų elementų. Visų pirma, tai efektyviausias vandeniliu varomas generatorius. Jis mišinį apdoroja skaidydamas įprastą vandenį į tam tikrus komponentus. Šiam procesui optimizuoti dažnai naudojami katalizatoriai. Taip pat yra degiklio vamzdynas, kuris veda iš generatoriaus - jie reikalingi atvirai ugniai sukurti. Svarbu turėti katilą, kuris projektuojant atlieka šilumos mainų įrenginio vaidmenį. Degiklis yra krosnyje ir per jį šildomas pagrindinis sistemos aušinimo skystis.

Kada reikia įrengti vandenilio generatorių?

Kiekvienam vartotojui didelę reikšmę turi ypatingas modernaus šildymo įrenginio veikimas ir savybės. Gamykliniai nustatymai, kaip ir visų tipų savadarbiai vandenilio šildymo katilai, skiriasi vienas nuo kito efektyvumu.

Yra keletas kitų patikimų schemų, kurios padeda efektyviai surinkti ir įdiegti įrangą savo rankomis. Kad bendra apskaičiuota galia labai nesiskirtų nuo tikrosios, kad nesumažėtų efektyvumo rodiklis, aukštos kokybės vandenilio šildymas turėtų būti organizuojamas naudojant patikimus katilus, taip pat griežtai gamyklinius generatorius. .

Verta įsirengti generatorių, jei pasiekiami tikslai, susiję su dideliu taupymu. Šiuolaikiniai tokio tipo šildymo įrenginiai gali suteikti šiuos privalumus:

Profesionalai puikiai žino, kad eksploatuojant vandenilio generatorių, skirtą šildyti, tokio plano įrenginiuose gautos dujos gali būti priskiriamos sprogstamųjų medžiagų kategorijai. Jis išsiskiria tuo, kad visiškai nėra nemalonaus kvapo ir spalvos. Dujos visiškai nekenksmingos, jų buvimo negalima nustatyti net specialiais prietaisais.

Svarbu! Dujos linkusios užsidegti 540 laipsnių temperatūroje, o tai apibūdinama kaip sprogi. Dėl šios priežasties visi tokie įrenginiai turi būti atidžiai patikrinti, ar atliktas darbas yra teisingas.

Jei generatorius perkamas paruoštas, verta paklausti, ar yra katilas ar specialus šilumos mainų įrenginys. Jis būtinai turi būti apskaičiuotas atsižvelgiant į aukštos temperatūros sąlygų įtaką.

Daug vandenilio šildymo katilų ir generatorių privalumų padidins konkurenciją dėl visų tradicinių šildymo sistemų. Daugelį privačių namų savininkų traukia maža įrangos kaina, taip pat didelis našumas.

Vandenilio generatorius - žingsnis po žingsnio montavimo instrukcijos

Pagrindinis šiuolaikinio šildymo vandeniliu veikimo pagrindas yra pakankamai didelio kiekio aukštos kokybės šiluminės energijos išleidimo būdas. Tai pasiekiama sąveikaujant deguonies ir vandenilio molekulėms. Praktiškiausiam įrenginio naudojimui iš pradžių buvo sukurtos specialios pramoninės aukštos kokybės ir patikimų šildymo katilų versijos. Montuojant vandenilio generatorių privaloma laikytis šių sąlygų:

1. Saugumas prijungimas prie pagrindinio skysčio šaltinio. Dažnai tai yra standartinė santechnikos komunikacija. Vandens suvartojimas šiuo atveju tiesiogiai priklauso nuo bendros prietaiso galios.
2. Svarbu užtikrinti kokybiškas maitinimo šaltinis. Norint palaikyti efektyvią elektrolizės reakciją, prietaisą reikės prijungti prie standartinio elektros tinklo.
3. Kartkartėmis atliekami sumontuoto katalizatoriaus pakeitimas. Kiekvieno naudojimo laikas tiesiogiai priklauso nuo naudojamo modelio, taip pat nuo katilo galios.

Degiklio įkaitimas gali siekti 3000 laipsnių, todėl verta pasirūpinti, kad būtų naudojamos medžiagos, kurios atlaikytų tokias apkrovas. Įrangos išdėstymo veiksmų seka yra tokia:

• Prie konteinerio dangčio, paimto kaip pagrindą, reikia pritvirtinti specialią tvirtinimo detalę, kuri pašalins dujas - deguonies ir vandenilio mišinį;
• Jungtis sujungia šilumokaitį ir degiklį;
• Reikės sukurti atsarginę gatavų dujų saugyklą, nes katilas negali veikti taip pat. Be to, tai užtikrins optimalų saugumą eksploatacijos metu.

Nepaisant gana daug namų plėtros ir vandenilio generatorių įrengimo galimybių, rasti vertingą pavyzdį yra gana sunku. Nepriklausomai nuo tokio įrenginio tipo ir kategorijos, tokio šilumokaičio veikimui reikia nuolat palaikyti reikiamą temperatūros sąlygų lygį, taip pat slėgį sistemoje. Jei laikysitės visų jūsų dėmesiui pateiktų instrukcijų ir patarimų, galėsite įdiegti įrangą, kuri pasižymės dideliu stabilumu. Tai leis juos naudoti nuolatiniu režimu, aprūpinant namą šiluma.

Privataus namo šildymui naudojami įvairūs būdai. Jie skiriasi vienas nuo kito tiek šilumos perdavimo būdu, tiek naudojamo energijos nešiklio tipu. Naudojant vandens šildymą, priklausomai nuo kuro rūšies išskiriami keli katilų tipai:

Vandenilio generatorius privačiam namui šildyti

1. Kietasis kuras – darbui naudokite kietąjį kurą, kuris degdamas išskiria šilumą.
2. Elektrinis – tokiuose katiluose šiluma gaunama konvertuojant elektrą.
3. Dujos – šiluma išsiskiria degant dujoms.

Jei svarstysime dujinius katilus, jie daugiausia veikia gamtinėmis dujomis, nors yra ir suskystintųjų dujų modelių, o pastaruoju metu kaip kurą jie pradėjo naudoti iš vandens pagamintą vandenilį specialiuose įrenginiuose, vandenilio generatoriuose.

Veikimo principas

Iš mokyklinio fizikos kurso žinoma, kad vanduo, veikiamas elektros srovės, skyla į du komponentus: vandenilį ir deguonį. Remiantis šiuo reiškiniu, buvo pastatytas vadinamasis vandenilio generatorius. Šis prietaisas yra įrenginys, kuriame vyksta elektrocheminė reakcija, kad iš vandens būtų gaminamas vandenilis ir deguonis. Vandens elektrolizės procesas parodytas paveikslėlyje žemiau.

Vandens elektrolizės procesas

Generatoriaus išėjime susidaro ne grynas vandenilis ir deguonis, o vadinamosios Brown dujos, pavadintos mokslininko, kuris pirmą kartą gavo jas, vardu. Ji taip pat vadinama „sprogiosiomis dujomis“, nes tam tikromis sąlygomis yra sprogi. Be to, degindami šias dujas galite gauti beveik keturis kartus daugiau energijos nei buvo išleista joms gaminti.

Toks vandenilio gamybos įrenginys parodytas paveikslėlyje žemiau.

Pramoninė vandenilio gamybos įmonė

Privalumai ir trūkumai

Šio tipo šildymo pranašumai yra šie:

1. Tai aplinkai nekenksmingas šildymo būdas, nes deginant vandenilį deguonies aplinkoje susidaro vanduo garų pavidalu, o į atmosferą nebeišleidžiama kenksmingų medžiagų.
2. Generatorių galima prijungti prie esamos privataus namo vandens šildymo sistemos be ypatingų pakeitimų.
3. Montavimas veikia tyliai, todėl nereikalauja jokios specialios patalpos.

Trūkumai:

1. Vandenilis turi aukštą degimo temperatūrą, kuri deguonies aplinkoje gali siekti 3200 °C, todėl įprastas katilas gali labai greitai sugesti. Šiuolaikiniuose įrenginiuose mokslininkai pasiekė dujų degimo rezultatą 300 ° C temperatūroje, todėl problemą galima laikyti praktiškai išspręsta.
2. Dirbant su Browno dujomis reikia būti labai atsargiems, nes jos yra sprogios. Tai išspręsta naudojant įvairius apsauginius vožtuvus ir automatiką įrenginyje.
3. Darbui reikia naudoti distiliuotą arba šarminį vandenį.
4. Didelė įrangos kaina. Norėdami išspręsti šią problemą, daugelis bando savo rankomis surinkti vandenilio gamybos įrenginį.

DIY vandenilio generatorius

Savarankiškai pagamintas prietaisas schematiškai yra indas su vandeniu, kuriame yra elektrodai, paverčiantys vandenį vandeniliu ir deguonimi.

Norėdami savo rankomis pasigaminti tokį įrenginį, jums reikės:

1. 0,5-0,7 mm storio nerūdijančio plieno lakštas. Tinkamas nerūdijančio plieno prekės ženklas 12X18H10T.
2. Plexiglas plokštės.
3. Guminiai vamzdžiai vandens tiekimui ir dujų šalinimui.
4. 3 mm storio lakštas, atsparus benzinui alyvai.
5. Įtampos šaltinis – LATR su diodiniu tilteliu nuolatinei srovei gauti. Jis turėtų užtikrinti 5-8 amperų srovę.

Pirmiausia nerūdijančio plieno plokštės supjaustomos į stačiakampius 200x200mm. Plokščių kampai turi būti nupjauti, kad vėliau būtų galima priveržti visą konstrukciją varžtais. Kiekvienoje plokštelėje 3 cm atstumu nuo plokščių apačios išgręžiame 5 mm skersmens skylę vandens cirkuliacijai. Taip pat prie kiekvienos plokštės prilituojamas laidas, skirtas prijungti prie maitinimo šaltinio.

Prieš surinkimą gaminami guminiai žiedai, kurių išorinis skersmuo yra 200 mm, o vidinis - 190 mm. Taip pat turite paruošti dvi 2 cm storio ir 200 × 200 mm dydžio plexiglas plokštes, o pirmiausia jose iš keturių pusių turite padaryti skylutes M8 priveržimo varžtams.

Surinkimas prasideda taip: pirma uždeda pirmą plokštę, paskui guminį žiedą, iš abiejų pusių išteptą sandarikliu, tada kitą plokštę ir taip iki paskutinės plokštės. Po to reikia suveržti visą konstrukciją iš abiejų pusių M8 smeigėmis ir plexiglas plokščių pagalba. Plokštelėse išgręžiamos skylės: vienoje - apačioje skysčiui tiekti, kitoje - viršuje dujoms išleisti. Ten įkištas kištukas. Ant šių jungiamųjų detalių uždedami medicininiai polivinilchlorido vamzdeliai. Rezultatas turėtų būti dizainas, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau.

DIY vandenilio generatorius

Kad dujos nepatektų atgal į dujų generatorių, pakeliui nuo generatoriaus iki degiklio, būtina padaryti vandens sandariklį, o dar geriau – du užraktus.

Vartų konstrukcija – indas su vandeniu, į kurį vamzdis nuleidžiamas į vandenį iš generatoriaus pusės, o vamzdis, einantis į degiklį, yra virš vandens lygio. Vandenilio generatoriaus su vartais schema parodyta paveikslėlyje žemiau.

Vandenilio generatoriaus su vandens spynomis schema

Elektrolizatoriuje - sandarus indas su vandeniu su nuleistais elektrodais, kai įjungiama įtampa, pradeda išsiskirti dujos. Per 1 vamzdelį jis tiekiamas į 1 vartus. Vandens sandariklio konstrukcija išdėstyta taip, kaip matyti iš paveikslo, kad dujos galėtų judėti tik kryptimi nuo elektrolizatoriaus iki degiklio, o ne atvirkščiai. Tam trukdo skirtingas vandens tankis, kurį reikia įveikti grįžtant. Toliau išilgai vamzdžio 2 dujos juda į 2-ą sklendę, kuri yra skirta didesniam sistemos patikimumui: jei staiga dėl kokių nors priežasčių neveikia pirmoji sklendė. Po to dujos tiekiamos į degiklį vamzdeliu 3. Vandens spynos yra labai svarbi įrenginio dalis, nes neleidžia dujoms judėti priešinga kryptimi.

Jei dujos vėl pateks į elektrolizatorių, prietaisas gali sprogti. Todėl jokiu būdu negalima įrenginio eksploatuoti be vandens sandariklių!

Išnaudojimas

Surinkę galite pradėti testuoti įrenginį. Norėdami tai padaryti, vamzdžio gale įtaisomas degiklis iš medicininės adatos ir pradedamas pilti vanduo. Į vandenį įpilkite KOH arba NaOH. Vanduo turėtų būti distiliuotas arba ištirpintas kaip paskutinė priemonė. Prietaiso veikimui pakanka 10 % koncentracijos šarminio tirpalo. Pilant vandenį, neturėtų būti dėmių. Geriausia konstrukciją prieš pilant prapūsti oru, slėgiu iki 1 atm. Jei vandenilio generatorius gali atlaikyti šį slėgį, galite įpilti vandens, jei ne, turite pašalinti nuotėkius.

Po to LATR su diodiniu tilteliu prijungiamas prie elektrodų pagal schemą. Veikimui stebėti grandinėje yra sumontuotas ampermetras ir voltmetras. Pradėkite nuo minimalios įtampos, tada nuolat didinkite, stebėdami dujų išsiskyrimą.

Parengiamuosius darbus geriausia atlikti lauke, ne namuose. Kadangi įrenginys yra sprogus, visi darbai turi būti atliekami labai atsargiai.

Bandymo metu stebėkite įrenginio veikimą. Jei yra nedidelė degiklio liepsna, generatoriuje gali būti mažai dujų arba kažkur gali būti dujų nuotėkis. Jei tirpalas drumstas, nešvarus, jį reikia pakeisti. Taip pat būtina užtikrinti, kad prietaisas neperkaistų ir vanduo neužvirtų. Norėdami tai padaryti, reguliuokite įtampą srovės šaltinyje. Ir dar vienas dalykas – kaitinant plokštės šiek tiek deformuojasi ir gali prilipti viena prie kitos. Norėdami tai pašalinti, turite pagaminti guminius tarpiklius. Taip pat galima pastebėti vandens spjaudymąsi – norint tai pašalinti, reikia sumažinti vandens lygį.

Šildymo sistemoje generatorius

Atlikę bandymus, instaliaciją galite prijungti prie dujinio katilo namuose. Norėdami tai padaryti, katilą reikia šiek tiek perdaryti, ty savo rankomis padaryti purkštuką su mažesnio skersmens anga nei gamyklinė, skirtą gamtinėms dujoms. Surinktas generatorius parodytas paveikslėlyje žemiau.

Surinktas vandenilio generatorius

Vanduo turi būti pilamas į privataus namo šildymo sistemą. Degiklio liepsna gali ištirpdyti katilą, jei jame nėra vandens.

Po to jie reguliuoja vandens tiekimą į įrenginį ir pradeda šalinti namo šildymo sistemos kištukus. Tada, reguliuojant vandens tiekimo ir maitinimo įtampą, reguliuojamas katilo darbas.

Įrenginio veikimo metu šildymo sezono metu atliekamas galutinis bandymas, kurio metu išsprendžiami keli klausimai:

1. Ar pakanka dujų namui šildyti? Jei to nepakanka, galite įdiegti didesnį našumą savo rankomis.
2. Kaip gerai veikia vandenilio katilas, tai yra, kiek ilgai katilas tarnaus.
3. Tokio šildymo kaina - už tai galite pradėti žurnalą, kuriame skaičiuosite šildymo išlaidas ir temperatūrą namuose ir gatvėje katilo veikimo metu. Remiantis šiais duomenimis, galima daryti išvadą, kiek apsimoka šildyti namą vandeniliu.

Remiantis šiais duomenimis, galima kruopščiau ruoštis kitam šildymo sezonui. Eksploatacijos metu matosi, ką reikia patobulinti, gal kokią įrenginio dalį reikia perdaryti. Galbūt reikia perdaryti ir modernizuoti patį katilą, kad jis greitai nesugestų. Be to, jei planuojate įrenginį naudoti ateityje, gal prasminga įsigyti vandens distiliatorių?

Video apie generatorių

Iš šio vaizdo įrašo galite sužinoti, kaip savo rankomis pasidaryti vandenilio generatorių be elektros.

Pagrindinis klausimas, kuris domina daugelį – kiek toks šildymas yra brangus ar pigus? Galite sužinoti, jei vedate statistiką šildymo sezono metu. Be to, būtina įveikti visas išlaidas, tokias kaip distiliuoto vandens kaina, šarmo kaina, elektros kaina, katilo remontas ir instaliacijos gamyba. Pagal tai galite nuspręsti, ar toks šildymas tinka namams, ar ne.

Susisiekus su

Daugelis automobilių savininkų ieško būdų, kaip sutaupyti degalų. Vandenilio generatorius automobiliui radikaliai išspręs šią problemą. Atsiliepimai apie tuos, kurie patys įdiegė šį įrenginį, leidžia kalbėti apie reikšmingą transporto išlaidų sumažinimą. Taigi tema gana įdomi. Žemiau kalbėsime apie tai, kaip savarankiškai pasidaryti vandenilio generatorių.

ICE ant vandenilio kuro

Jau kelis dešimtmečius buvo ieškoma vidaus degimo variklių pritaikymo pilnai arba hibridiniam darbui naudojant vandenilio kurą. Didžiojoje Britanijoje dar 1841 metais buvo patentuotas variklis, veikiantis oro ir vandenilio mišiniu. Koncernas Zeppelin XX amžiaus pradžioje naudojo vandeniliu varomus vidaus degimo variklius kaip savo garsiųjų dirižablių varomąją sistemą.

Vandenilio energetikos plėtrai prisidėjo ir praėjusio amžiaus aštuntajame dešimtmetyje kilusi pasaulinė energetikos krizė. Tačiau jam pasibaigus, vandenilio generatoriai buvo greitai pamiršti. Ir tai nepaisant daugybės pranašumų, palyginti su įprastu kuru:

• idealus oro ir vandenilio degalų mišinio degumas, kuris leidžia lengvai užvesti variklį esant bet kokiai aplinkos temperatūrai;
• didelis šilumos išsiskyrimas degant dujoms;
• absoliuti aplinkos sauga – išmetamosios dujos virsta vandeniu;
• 4 kartus didesnis degimo greitis, palyginti su benzino mišiniu;
• mišinio gebėjimas veikti be detonacijos esant dideliam suspaudimo laipsniui.

Pagrindinė techninė priežastis, kuri yra neįveikiama kliūtis naudoti vandenilį kaip automobilių kurą, buvo nesugebėjimas sutalpinti ant transporto priemonės pakankamo kiekio dujų. Vandenilio kuro bako dydis bus panašus į paties automobilio parametrus. Dėl didelio dujų sprogumo turi būti pašalinta menkiausio nuotėkio galimybė. Skystoje formoje reikalingas kriogeninis įrenginys. Šis metodas taip pat nėra labai įmanomas automobilyje.

Rudos dujos

Šiandien vandenilio generatoriai populiarėja tarp vairuotojų. Tačiau tai ne visai tai, kas buvo aptarta aukščiau. Elektrolizės būdu vanduo paverčiamas vadinamosiomis Brauno dujomis, kurios dedamos į kuro mišinį. Pagrindinė problema, kurią išsprendžia šios dujos, yra visiškas kuro sudegimas. Tai padidina galią ir sumažina degalų sąnaudas tinkamu procentu. Kai kurie mechanikai sutaupė iki 40%.

Elektrodų paviršiaus plotas yra lemiamas kiekybinei dujų išeigai. Veikiant elektros srovei, vandens molekulė pradeda skaidytis į du vandenilio atomus ir vieną deguonies atomą. Toks dujų mišinys degdamas išskiria beveik 4 kartus daugiau energijos nei degant molekuliniam vandeniliui. Todėl naudojant šias dujas vidaus degimo varikliuose efektyvesnis kuro mišinio degimas, sumažėja kenksmingų išmetamųjų teršalų kiekis į atmosferą, didėja galia ir sunaudojamo kuro kiekis.

Universali vandenilio generatoriaus schema

Neturintiems galimybių projektuoti, vandenilio generatorių automobiliui galima įsigyti iš meistrų, kurie imasi tokių sistemų surinkimo ir montavimo darbų. Šiandien tokių pasiūlymų yra daug. Įrenginio ir įrengimo kaina yra apie 40 tūkstančių rublių.

Bet jūs galite surinkti tokią sistemą patys - joje nėra nieko sudėtingo. Jį sudaro keli paprasti elementai, sujungti į vieną visumą:

1. Augalai vandens elektrolizei.
2. Sandėliavimo bakas.
3. Drėgmės gaudyklė iš dujų.
4. Elektroninis valdymo blokas (srovės moduliatorius).

Žemiau yra diagrama, pagal kurią galite lengvai surinkti vandenilio generatorių savo rankomis. Pagrindinės Brauno dujas gaminančios gamyklos brėžiniai yra gana paprasti ir aiškūs.

Schema neatspindi jokio inžinerinio sudėtingumo, bet kas, žinantis, kaip dirbti su įrankiu, gali ją pakartoti. Transporto priemonėse su degalų įpurškimo sistema taip pat būtina įrengti valdiklį, kuris reguliuoja dujų tiekimo į kuro mišinį lygį ir yra prijungtas prie transporto priemonės borto kompiuterio.

Reaktorius

Gautas Browno dujų kiekis priklauso nuo elektrodų ploto ir jų medžiagos. Jei vario ar geležies plokštės imamos kaip elektrodai, tai reaktorius ilgą laiką negalės veikti dėl greito plokščių sunaikinimo.

Idealiai atrodo titano lakštų naudojimas. Tačiau jų naudojimas kelis kartus padidina įrenginio surinkimo išlaidas. Manoma, kad optimalus yra didelio legiruoto nerūdijančio plieno plokščių naudojimas. Šio metalo yra, jį įsigyti nebus sunku. Taip pat galite naudoti išnaudotą baką iš skalbimo mašinos. Sunkumai bus tik pjaustyti norimo dydžio plokštes.

Montavimo tipai

Iki šiol automobilio vandenilio generatorius gali būti aprūpintas trimis elektrolizatoriais, kurie skiriasi savo tipu, darbo pobūdžiu ir našumu:

Pirmojo tipo konstrukcijos visiškai pakanka daugeliui karbiuratorių variklių. Nereikia montuoti sudėtingos elektroninės dujų našumo reguliatoriaus grandinės, o ir patį tokį elektrolizatorių surinkti nėra sunku.

Galingesnėms transporto priemonėms geriau montuoti antrojo tipo reaktorių. O dyzeliniams varikliams ir sunkiasvorėms transporto priemonėms naudojami trečio tipo reaktoriai.

Reikalingas našumas

Norint tikrai sutaupyti degalų, automobilio vandenilio generatorius kas minutę turi gaminti dujas 1 litrui 1000 variklio darbinio tūrio. Remiantis šiais reikalavimais, parenkamas reaktoriaus plokščių skaičius.

Norint padidinti elektrodų paviršių, paviršių reikia apdoroti švitriniu popieriumi statmena kryptimi. Šis apdorojimas itin svarbus – padidins darbo plotą ir išvengs dujų burbuliukų „prilipimo“ prie paviršiaus.

Pastarasis lemia elektrodo izoliaciją nuo skysčio ir neleidžia normaliai elektrolizei. Nepamirškite, kad normaliam elektrolizatoriaus veikimui vanduo turi būti šarminis. Įprasta soda gali būti katalizatorius.

srovės reguliatorius

Vandenilio generatorius ant automobilio darbo metu padidina jo našumą. Taip yra dėl šilumos išsiskyrimo elektrolizės reakcijos metu. Reaktoriaus darbinis skystis kaitinamas, o procesas vyksta daug intensyviau. Reakcijos eigai valdyti naudojamas srovės reguliatorius.

Jei jo nenuleisite, vanduo gali tiesiog užvirti ir reaktorius nustos gaminti Browno dujas. Specialus valdiklis, reguliuojantis reaktoriaus darbą, leidžia keisti našumą didėjančiu greičiu.

Karbiuratorių modeliuose yra valdiklis su įprastu jungikliu dviem darbo režimams: „Maršrutas“ ir „Miestas“.

Montavimo sauga

Daugelis meistrų deda plokštes į plastikinius indus. Negailėkite šito. Jums reikia nerūdijančio plieno bako. Jei jo nėra, galima naudoti atviros plokštės dizainą. Pastaruoju atveju patikimam reaktoriaus darbui būtina naudoti aukštos kokybės srovės ir vandens izoliatorių.

Yra žinoma, kad vandenilio degimo temperatūra yra 2800. Tai yra sprogstamiausios dujos gamtoje. Browno dujos yra ne kas kita, kaip „sprogius“ vandenilio mišinys. Todėl vandenilio generatoriams kelių transporte reikalingas kokybiškas visų sistemos komponentų surinkimas ir jutiklių buvimas procesui stebėti.

Darbinio skysčio, slėgio ir ampermetro temperatūros jutiklis nebus nereikalingas projektuojant įrenginį. Ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas vandens sandarikliui prie reaktoriaus išleidimo angos. Tai gyvybiškai svarbu. Jei mišinys užsiliepsnoja, toks vožtuvas neleis liepsnai plisti į reaktorių.

Tais pačiais principais veikiantis vandenilio generatorius gyvenamosioms ir pramoninėms patalpoms šildyti yra kelis kartus efektyvesnis už reaktorių. Tokiuose įrenginiuose vandens sandariklio nebuvimas yra mirtinas pavojus. Tokį atbulinį vožtuvą rekomenduojama turėti ir automobilių vandenilio generatoriuose, kad būtų užtikrintas saugus ir patikimas sistemos veikimas.

Kol įprasti degalai yra nepakeičiami

Pasaulyje yra keletas eksperimentinių modelių, kurie veikia tik Browno dujomis. Tačiau techniniai sprendimai dar nepasiekė tobulumo. Tokios sistemos nėra prieinamos paprastiems planetos gyventojams. Todėl, nors vairuotojai turi pasitenkinti „rankdarbiais“, kurie leidžia sumažinti degalų sąnaudas.

Šiek tiek apie pasitikėjimą ir naivumą

Kai kurie iniciatyvūs verslininkai siūlo parduoti vandenilio generatorių automobiliams. Jie kalba apie elektrodų paviršiaus apdorojimą lazeriu arba apie unikalius slaptus lydinius, iš kurių jie gaminami, specialius vandens katalizatorius, sukurtus mokslinėse laboratorijose visame pasaulyje.

Viskas priklauso nuo tokių verslininkų minties sugebėjimo skraidyti mokslinę fantaziją. Dėl patiklumo savo lėšomis (kartais net ne mažomis) galite tapti įrenginio, kurio kontaktinės plokštės subyrės po dviejų mėnesių eksploatacijos, savininku.

Jei jau nusprendėte tokiu būdu sutaupyti, tuomet verčiau instaliaciją surinkti patiems. Vėliau bent jau nebus kam kaltinti.