Generator vodika za sustav grijanja: postojeću instalaciju sastavljamo vlastitim rukama

Odavno su prošli dani kada se ladanjska kuća može zagrijati na samo jedan način - spaljivanjem drva ili ugljena u peći. Moderni grijači koriste različite vrste goriva i istovremeno automatski održavaju ugodnu temperaturu u našim domovima. Prirodni plin, dizelsko ili lož ulje, električna energija, solarna energija i geotermalna toplina - Ovdje je nepotpun popis alternativa. Čini se da - živite i radujte se, ali samo neprestano povećanje cijena goriva i opreme prisiljava nas da nastavimo potragu za jeftinim načinima grijanja. A u isto vrijeme, neiscrpni izvor energije - vodik, 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

Tvornički hidrogen generator impresivna je jedinica

Korištenje vodika kao goriva za grijanje seoske kuće korisno je ne samo zbog visoke kalorijske vrijednosti, već i zbog toga što se tijekom njegova izgaranja ne oslobađaju štetne tvari. Kao što se svi sjećaju iz tečaja školske kemije, kada se dva atoma vodika oksidiraju (kemijska formula H₂ - Hidrogenij) s jednim atomom kisika nastaje molekula vode. Istodobno se oslobađa tri puta više topline nego tijekom izgaranja prirodnog plina. Možemo reći da vodik nije jednak ostalim izvorima energije, jer su njegove rezerve na Zemlji neiscrpne - svjetski ocean sastoji se od 2/3 kemijskog elementa H₂, i u cijelom Svemiru, ovaj plin, zajedno sa helijem, je glavni "građevinski materijal". Ovdje je samo jedan problem - dobiti čisti H₂ potrebno je podijeliti vodu na njene sastavne dijelove, a to nije lako. Znanstvenici su dugi niz godina tražili način za vađenje vodika i naseljavanje na elektrolizi.

Shema laboratorijskog elektrolizatora

Ova metoda proizvodnje isparljivog plina je da se dvije metalne ploče spojene na izvor visokog napona nalaze u vodi na maloj udaljenosti jedna od druge. Kada se primijeni snaga, visoki električni potencijal doslovno razbija molekulu vode na njene sastavne dijelove, oslobađajući dva vodikova atoma (HH) i jedan atom kisika (O).Razvijeni plin dobio je ime po fizičaru J. Brownu. Njegova formula je HHO, a kalorijska vrijednost je 121 MJ / kg. Smeđi plin sagorijeva otvorenim plamenom i ne stvara nikakve štetne tvari. Glavna prednost ove tvari je da je za njegovu uporabu prikladan redovan kotao koji djeluje na propan ili metan. Primjećujemo samo da vodik u kombinaciji s kisikom tvori eksplozivnu smjesu, pa će biti potrebne dodatne mjere opreza.

Postavljanje smeđeg plinskog postrojenja

Generator, dizajniran za proizvodnju smeđeg plina u velikim količinama, sadrži nekoliko ćelija, od kojih svaka sadrži mnogo parova ploča elektroda. Instaliraju se u zabrtvljenom spremniku, koji je opremljen odvodnom cijevi za plin, stezaljkama za povezivanje struje i vratom za punjenje vode. Uz to, instalacija je opremljena sigurnosnim ventilom i zatvaračem za vodu. Zahvaljujući njima uklanja se mogućnost obrnutog širenja plamena. Vodik gori samo na izlazu plamenika i ne zapali se u svim smjerovima. Višestruko povećanje korisnog područja instalacije omogućava ekstrakciju zapaljivih tvari u količinama dovoljnim za različite svrhe, uključujući grijanje stambenih prostora. Samo učinite to koristeći tradicionalni elektrolit će biti neisplativo. Jednostavno rečeno, ako se električna energija potrošena na proizvodnju vodika izravno koristi za grijanje kuće, bit će mnogo isplativije od grijanja bojlera s vodikom.

Stanica vodika Stanley Meyer

Izlaz iz ove situacije pronašao je američki znanstvenik Stanley Meyer. Njegova instalacija nije koristila snažne električne potencijale, već struje određene frekvencije. Izum velikog fizičara sastojao se u činjenici da se molekula vode njihala u ritmu mijenjanja električnih impulsa i ušla u rezonancu, koja je dosegla silu dovoljnu da je podijeli na sastavne atome. Za takav učinak potrebne su struje nekoliko desetina puta manje nego kod uobičajenog stroja za elektrolizu.

Video: gorivna ćelija Stanley Meyer

Zbog svog izuma, koji bi mogao čovječanstvo osloboditi ropstva naftnih tajkuna, Stanley Meyer je ubijen, a posao njegovog višegodišnjeg istraživanja nestao je usred nigdje. Ipak, sačuvani su pojedinačni zapisi znanstvenika na temelju kojih su izumitelji mnogih država svijeta pokušali izgraditi takve instalacije. I moram reći, ne bezuspješno.

Prednosti smeđeg plina kao energenta

• Voda iz koje se dobiva HHO jedna je od najčešćih tvari na našem planetu.
• Pri izgaranju ove vrste goriva nastaje vodena para koja se može kondenzirati natrag u tekućinu i ponovno upotrijebiti kao sirovinu.
• U procesu izgaranja eksplozivnog plina ne stvaraju se nusproizvodi osim vode. Možemo reći da ne postoji ekološki prihvatljivija vrsta goriva od smeđeg plina.
• Tijekom rada sustava grijanja vodikom oslobađa se vodena para u količini dovoljnoj za održavanje vlažnosti u sobi na ugodnoj razini.

Možda će vas zanimati i materijali o tome kako sami izgraditi plinski generator:https://aquatech.tomathouse.com/hr/otoplenie/kotly/gazogenerator-na-drovakh-dlya-otopleniya-doma-svoimi-rukami.html

Područje primjene

Danas je elektrolizator isti poznati uređaj kao i generator acetilena ili rezač u plazmi. U početku su generatore vodika koristili zavarivači, jer je nositi uređaj težak samo nekoliko kilograma mnogo lakše nego pomicati ogromne boce s kisikom i acetilenom. U isto vrijeme, visoki energetski intenzitet jedinica nije bio kritičan - sve je bilo određeno praktičnošću i praktičnošću. Posljednjih godina upotreba smeđeg plina nadilazi uobičajene koncepte vodika kao goriva za strojeve za plinsko zavarivanje.U budućnosti su mogućnosti tehnologije vrlo široke, jer upotreba HHO-a ima puno prednosti.

• Smanjena potrošnja goriva u vozilima. Postojeći automobilski generatori vodika omogućuju upotrebu HHO-a kao dodatka tradicionalnom benzinu, dizelu ili plinu. Zbog potpunijeg izgaranja mješavine goriva, može se postići 20-25% smanjenja potrošnje ugljikovodika.
• Potrošnja goriva u termoelektranama koje koriste plin, ugljen ili lož ulje.
• Smanjenje toksičnosti i povećanje učinkovitosti starih kotlovnica.
• Višestruko smanjenje troškova grijanja stambenih zgrada zbog potpune ili djelomične zamjene tradicionalnih goriva smeđim plinom.
• Uporaba prijenosnih instalacija za proizvodnju HHO-a za kućne potrebe - kuhanje, topla voda itd.
• Razvoj temeljno novih, snažnih i ekoloških elektrana.

Generator vodika izgrađen pomoću S. Meyerove tehnologije "vodenih gorivnih ćelija" (tako se zove njegov traktat) može se kupiti - mnoge tvrtke u Sjedinjenim Državama, Kini, Bugarskoj i drugim zemljama koje ih proizvode. Predlažemo da sami napravimo generator vodika.

Video: Kako pravilno organizirati grijanje na vodik

Što je potrebno za izradu gorivne ćelije kod kuće

Počevši s proizvodnjom vodikove gorivne ćelije, potrebno je proučiti teoriju procesa stvaranja eksplozivnog plina. To će dati razumijevanje što se događa u generatoru, pomoći će u postavljanju i radu opreme. Osim toga, morat ćete naručiti potrebne materijale, od kojih ćete većinu lako naći u distribucijskoj mreži. Što se tiče crteža i uputa, pokušat ćemo ih otkriti u cijelosti.

Projektiranje generatora vodika: dijagrami i crteži

Domaća instalacija za proizvodnju smeđeg plina sastoji se od reaktora s ugrađenim elektrodama, PWM generatora za njihovo napajanje, vodenog zatvarača i povezivanja žica i crijeva. Trenutno postoji nekoliko krugova elektrolizatora koji koriste ploče ili cijevi kao elektrode. Pored toga, na Internetu možete pronaći ugradnju takozvane suhe elektrolize. Za razliku od tradicionalnog dizajna, u takvom aparatu nijedna ploča nije ugrađena u spremnik s vodom, već se tekućina dovodi u jaz između plosnatih elektroda. Odbacivanje tradicionalne sheme može značajno smanjiti veličinu gorivne ćelije.

U radu možete koristiti crteže i sheme radnih elektrolizatora, koji se mogu prilagoditi vašim uvjetima.

Izbor materijala za izradu generatora vodika

Za proizvodnju gorivne ćelije praktički nisu potrebni posebni materijali. Jedine poteškoće koje mogu nastati su elektrode. Dakle, na što treba biti pripremljen prije početka rada.

1. Ako je vaš dizajn generator mokrog tipa, trebat će vam zatvoreni spremnik vode, koji će također služiti kao reaktorski spremnik. Možete uzeti bilo koji odgovarajući spremnik, glavni uvjet je dovoljna čvrstoća i nepropusnost plina. Naravno, kada koristite metalne ploče kao elektrode, bolje je koristiti pravokutni dizajn, na primjer, pažljivo zapečaćen slučaj iz automobila starog automobila (crne boje). Ako se, međutim, cijevi koriste za proizvodnju HHO-a, tada je također prikladan spremnik s filtrom za kućanstvo za pročišćavanje vode.Najbolja opcija bila bi izrada kućišta generatora od nehrđajućeg čelika, na primjer, razreda 304 SSL.
   

   Sklop elektroda za generator vlažnog tipa

   Kad odaberete "suhu" ćeliju za gorivo, trebat će vam list pleksiglasa ili druga prozirna plastika debljine do 10 mm i O-prstenovi izrađeni od tehničkog silikona.

2. Cijevi ili ploče od nehrđajućeg čelika. Naravno, možete uzeti uobičajeni "crni" metal, međutim, tijekom rada elektrolita, jednostavno ugljično željezo brzo nagriza i elektrode će se često morati mijenjati. Uporaba visoko ugljičnog metala legiranog s kromom omogućit će da generator dugo radi. Obrtnici koji se bave proizvodnjom gorivnih ćelija, dugo vremena bavili su se odabirom materijala za elektrode i nastanili se na nehrđajućem čeliku razreda 316 L. Usput, ako će dizajn koristiti cijevi ove legure, njihov promjer mora biti odabran tako da prilikom ugradnje jednog dijela u drugom između njih bio je razmak ne veći od 1 mm. Perfekcionisti daju točne dimenzije:
   - promjer vanjske cijevi je 25.317 mm;
   - promjer unutarnje cijevi ovisi o debljini vanjske. U svakom slučaju treba osigurati razmak između tih elemenata jednak 0,67 mm.
   

   O tome kako su točno odabrani parametri dijelova generatora vodika, ovisi njegova učinkovitost

3. PWM generator. Pravilno sastavljen električni krug omogućit će vam da podesite frekvenciju struje unutar potrebnih granica, a to je izravno povezano s pojavom rezonantnih pojava. Drugim riječima, za započinjanje evolucije vodika bit će potrebno odabrati parametre napona napajanja, stoga se posebna pozornost posvećuje montaži PWM generatora. Ako ste upoznati s lemilicom i možete razlikovati tranzistor od diode, tada se električni dio može izraditi neovisno. U protivnom se možete obratiti poznatom inženjeru elektronike ili naručiti proizvodnju prekidačkog napajanja u radionici za popravak elektroničkih uređaja.
   

   Preklopni izvor napajanja, dizajniran za spajanje na gorivnu ćeliju, može se kupiti na mreži. Njihovom izradom bave se male privatne tvrtke u zemlji i inozemstvu.

4. Električne žice za spajanje. Dosta će biti vodiča s presjekom od 2 četvorna metra. mm
5. Propuhivanje. Ovo bizarno ime zanatlije su nazvali najčešćim zatvaračem vode. Za njega možete koristiti bilo koji zatvoreni spremnik. U idealnom slučaju trebao bi biti opremljen tijesnim poklopcem koji će se, kada se plin zapali unutra, odmah isključiti. Pored toga, preporučuje se postavljanje presjeka između elektrolita i mjehurića, što će spriječiti povratak HHO-a u ćeliju.
   

   Dizajn mjehurića

6. Creva i fitinzi. Da biste povezali HHO generator, potrebna vam je prozirna plastična cijev, dovod i priključak i spone.
7. Matice, vijci i vijci. Oni će im biti potrebni za pričvršćivanje dijelova stanice jedni na druge.
8. Reakcijski katalizator. Da bi se proces formiranja HHO nastavio intenzivnije, u reaktor se dodaje kalijev hidroksid KOH. Ova tvar bez problema se može kupiti na webu. Prvi put neće biti dovoljno više od 1 kg praha.
9. Auto silikon ili drugo brtvilo.

Imajte na umu da se polirane cijevi ne preporučuju. Naprotiv, stručnjaci preporučuju brušenje dijelova kako bi se dobio mat završni sloj. To će u budućnosti povećati produktivnost instalacije.

Alati koji će biti potrebni u tom postupku

Prije nego što nastavite s izgradnjom gorivne ćelije, pripremite sljedeće alate:

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

Pored toga, ako ćete se samostalno baviti izradom PWM generatora, tada za postavljanje potrebni su vam osciloskop i mjerač frekvencije. U okviru ovog članka nećemo postavljati ovo pitanje, jer stručnjaci na relevantnim forumima najbolje razmatraju proizvodnju i konfiguraciju komutacijskog napajanja.

Obratite pažnju na članak, u kojem su navedeni drugi izvori energije koji se mogu koristiti za opremanje kućnog grijanja:https://aquatech.tomathouse.com/hr/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-energii.html

Uputstvo: kako sami napraviti generator vodika

Za proizvodnju gorivnih ćelija uzimamo najnapredniji krug „suhog“ elektrolita pomoću elektroda u obliku ploča od nehrđajućeg čelika. Upute u nastavku prikazuju postupak stvaranja generatora vodika od "A" do "Z", tako da je bolje pratiti redoslijed postupaka.

Shema gorivne ćelije "suhog" tipa

1. Izrada kućišta gorivnih ćelija. Kako su bočne stijenke okvira ploče od tvrdog kartona ili pleksiglasa, izrezane na veličinu budućeg generatora. Morate shvatiti da veličina uređaja izravno utječe na njegove performanse, međutim, troškovi dobivanja HHO-a bit će veći. Za proizvodnju gorivne ćelije optimalne dimenzije uređaja su od 150x150 mm do 250x250 mm.
2. U svakoj od ploča je probušena rupa ispod ulaznog (izlaznog) priključka za vodu. Pored toga, trebat će vam bušenje u bočnom zidu za odvod plina i četiri rupe u uglovima kako biste međusobno povezali elemente reaktora.
   

   Izrada bočnih zidova

3. Kutnom brusilicom ploče elektrode su izrezane od nehrđajućeg čelika 316L. Njihove dimenzije trebaju biti manje od dimenzija bočnih zidova za 10 - 20 mm. Osim toga, čineći svaki detalj, potrebno je ostaviti malo kontaktno područje u jednom od uglova. Ovo će biti potrebno za spajanje negativnih i pozitivnih elektroda u skupine prije povezivanja s napajanjem.
4. Da bi se dobila dovoljna količina HHO, nehrđajući čelik se mora obraditi finim brusnim papirom s obje strane.
5. U svakoj su ploči izbušene dvije rupe: bušilica s promjerom 6 - 7 mm - za dovod vode u prostor između elektroda i debljine 8 - 10 mm - za odvodnju smeđeg plina. Točke bušenja računaju se uzimajući u obzir mjesto ugradnje dotičnih ulaznih i odvodnih cijevi.
   

   Ovdje je skup dijelova koje morate pripremiti prije sastavljanja gorivne ćelije

6. Započnite sklapanje generatora. Da biste to učinili, na zidovima tvrdoće ploče ugrađuju se fitingi za opskrbu vodom i odvod plina. Mjesta njihovih spojeva pažljivo su zapečaćena automobilskim ili vodovodnim brtvilom.
7. Nakon toga, u jedan od prozirnih dijelova kućišta ugrađuju se klinovi, nakon čega se postavljaju elektrode.
   

   Polaganje elektroda započinje brtvenim prstenom

   Napominjemo: ravnina elektroda na ploči mora biti ujednačena, jer će se u protivnom elementi dodirnuti za razliku od naboja, što će uzrokovati kratki spoj!

8. Ploče od nehrđajućeg čelika odvojene su od bočnih površina reaktora pomoću prstenastih prstenova koji mogu biti izrađeni od silikona, paronita ili drugog materijala. Važno je samo da njegova debljina ne prelazi 1 mm. Isti dijelovi koriste se kao razmaknici između ploča. Tijekom postupka polaganja, pobrinite se da se kontaktni jastučići negativnih i pozitivnih elektroda grupiraju na različite strane generatora.
   

   Pri sastavljanju ploča važno je pravilno orijentirati izlazne otvore.

9. Nakon polaganja zadnje ploče ugrađuje se brtveni prsten, nakon čega se generator zatvara drugim zidom od tvrdog kartona, a sama konstrukcija pričvršćuje se podlošcima i maticama. Izvodeći ovaj posao, budite sigurni da pratite jednolikost zatezanja i odsutnost izobličenja između ploča.
   

   Pri konačnom zatezanju mora se kontrolirati paralelizam bočnih zidova. Tako ćete izbjeći izobličenja.

10. Korištenjem crijeva od polietilena, generator je spojen na spremnik vode i mjehurić.
11. Kontakt jastučići elektrode su međusobno povezani na bilo koji način, nakon što su snage žice spojene na njih.
    

    Sakupljanjem nekoliko gorivnih ćelija i paralelnim uključivanjem možete dobiti dovoljno smeđeg plina

12. Napon se dovodi do gorivne ćelije iz PWM generatora, nakon čega se uređaj podešava i podešava za maksimalni izlazni plin HHO.

Za dobivanje smeđeg plina u količini dovoljnoj za grijanje ili kuhanje, ugradite nekoliko generatora vodika koji rade paralelno.

Video: Sastavljanje uređaja

Video: Izgradnja suhog tipa

Pojedinačni trenuci korištenja

Prije svega, želim napomenuti da tradicionalna metoda spaljivanja prirodnog plina ili propana u našem slučaju nije prikladna, jer temperatura izgaranja HHO premašuje slične parametre ugljikovodika za više od tri puta. Kao što i sami razumijete, konstrukcijski čelik neće dugo izdržati ovu temperaturu. Sam Stanley Meyer preporučio je korištenje plamenika neobičnog dizajna, čiju shemu dajemo u nastavku.

Shema vodikovog plamenika koju je dizajnirao S. Meyer

Trik ovog uređaja je u tome što HHO (označen sa 72 na dijagramu) prolazi u komoru za izgaranje kroz ventil 35. Mješavina vodika koja sagorijeva izdiže se kroz kanal 63 i istodobno provodi postupak izbacivanja, povlačeći vanjski zrak kroz podesive rupe 13 i 70. Pod poklopcem 40 zadržava se određena količina produkata izgaranja (vodene pare), koja kroz kanal 45 ulazi u stup za izgaranje i miješa se s plinom koji gori. To vam omogućuje da smanjite temperaturu izgaranja nekoliko puta.

Druga točka na koju bih vas htio skrenuti pažnja je tekućina 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 elektrolizatora, u vodu se dodaje kalijev hidroksid KOH, brzinom od oko jedne žlice praha po kanti vode.

Tijekom rada instalacije važno je ne pregrijavati generator. Kada temperatura poraste na 65 Celzijevih stupnjeva ili više, elektrode aparata bit će kontaminirane nusproizvodima reakcije, zbog čega će se produktivnost elektrolizatora smanjiti. Ako se to još uvijek dogodilo, morat će se vodonična ćelija morati rastaviti i plak ukloniti brusnim papirom.

I treće, na što posebno stavljamo naglasak, je sigurnost. Zapamtite da mješavina vodika i kisika nije slučajno nazvana eksplozivnom. HHO je opasan kemijski spoj koji, ako se nepravilno rukuje, može izazvati eksploziju. Pridržavajte se sigurnosnih pravila i budite posebno oprezni kada eksperimentirate s vodikom. Samo u ovom slučaju "cigla" od koje se sastoji naš Univerzum donijet će toplinu i udobnost vašem domu.

Sigurnosna pravila moraju se poštivati ​​ne samo prilikom instaliranja generatora vodika. Prilikom sastavljanja i rukovanja bioreaktorom treba biti i vrlo oprezan jer je bioplin eksplozivan. Pročitajte više o ovoj vrsti instalacije u sljedećem članku:https://aquatech.tomathouse.com/hr/otoplenie/alt_otoplenie/kak-poluchit-biogaz.html.

Nadamo se da je članak postao izvor inspiracije za vas, a vi, zasukući rukave, započinjete s proizvodnjom vodikove gorivne ćelije. Naravno, svi naši izračuni nisu krajnja istina, međutim, pomoću njih se može stvoriti radni model generatora vodika. Ako se želite potpuno prebaciti na ovu vrstu grijanja, tada će se pitanje morati detaljnije proučiti.Možda će vaša instalacija postati kamen temeljac zbog kojeg će prestati preraspodjela energetskih tržišta, a jeftina i ekološka toplina ući će u svaki dom.