מחולל מימן למערכת החימום: אנו מרכיבים את המתקן הקיים במו ידינו

הימים שבהם כבר לא מזמן הם הימים שבהם ניתן היה לחמם בית כפרי בדרך אחת בלבד - על ידי שריפת עץ או פחם בתנור. תנורי חימום מודרניים משתמשים בסוגים שונים של דלק ובמקביל שומרים אוטומטית על טמפרטורה נוחה בבתים שלנו. גז טבעי, דיזל או דלק, חשמל, סולארי חום גיאותרמי להלן רשימה לא מלאה של חלופות. זה היה נראה - לחיות ולשמוח, אך רק העלייה המתמדת במחירי הדלק והציוד מאלצת אותנו להמשיך ולחפש אחר שיטות חימום זולות. ובאותה עת, מקור אנרגיה בלתי נדלה - מימן, ממש מונח תחת רגלינו. והיום נדבר על השימוש במים רגילים כדלק על ידי הרכבת מחולל מימן במו ידינו.

המכשיר ועקרון הפעולה של מחולל המימן

מחולל המימן במפעל הוא יחידה מרשימה

השימוש במימן כדלק לחימום בית כפרי מועיל לא רק בגלל הערך הקלורי הגבוה, אלא גם משום שלא משתחררים חומרים מזיקים במהלך בעורתו. כפי שכולם זוכרים מהקורס בכימיה בבית הספר, כאשר שני אטומי מימן מחמצנים (נוסחה כימית H₂ - הידרוגניום) עם אטום חמצן אחד, נוצרת מולקולת מים. במקביל, משתחרר פי שלוש יותר חום מאשר במהלך בעירה של גז טבעי. אנו יכולים לומר שמימן אינו שווה למקורות אנרגיה אחרים, מכיוון שמאגריו על כדור הארץ אינם נדירים - האוקיאנוס העולמי מורכב משני שליש מהיסוד הכימי H₂וביקום כולו, הגז הזה, יחד עם הליום, הם "חומר הבנייה" העיקרי. הנה רק בעיה אחת - להשיג H טהור₂ יש צורך לפצל את המים לחלקיהם המרכיבים, וזה לא קל. במשך שנים רבות מדענים חיפשו דרך להפיק מימן והתיישבו באלקטרוליזה.

התוכנית של האלקטרוליזר במעבדה

שיטה זו לייצור גז נדיף היא ששתי לוחות מתכת המחוברים למקור מתח גבוה ממוקמים במים במרחק קצר זה מזה. כאשר מופעל כוח, הפוטנציאל החשמלי הגבוה מפרק את מולקולת המים למרכיביה, ומשחרר שני אטומי מימן (HH) ואטום חמצן אחד (O).הגז שהתפתח נקרא על שם הפיזיקאי ג'יי בראון. הנוסחה שלה היא HHO והערך הקלורי הוא 121 MJ / kg. גז חום שורף עם להבה פתוחה ואינו יוצר חומרים מזיקים. היתרון העיקרי של חומר זה הוא שדוד רגיל העובד על פרופאן או מתאן מתאים לשימושו. אנחנו רק לציין מימן כי בשילוב עם צורות חמצן תערובת נפיצה, ולכן, באמצעי זהירות נוספת תידרש.

הגדרת מפעל גז חום

הגנרטור, שנועד לייצר גז חום בכמויות גדולות, מכיל מספר תאים, שכל אחד מהם מכיל זוגות רבים של לוחות אלקטרודה. הם מותקנים במיכל אטום, המצויד בצינור יציאה לגז, מסופים לחיבור חשמל וצוואר למילוי מים. בנוסף, ההתקנה מצוידת בשסתום בטיחות ותריס מים. בזכותם, מתבטלת האפשרות להתפשטות להבה הפוכה. המימן נשרף רק בשקע המבער, ולא מתלקח לכל הכיוונים. עלייה מרובה בשטח השימושי של המתקן מאפשרת שאיבת חומרים דליקים בכמויות המספיקות למטרות שונות, כולל חימום של בתי מגורים. פשוט לעשות זאת באמצעות אלקטרוליזר מסורתי יהיה בלתי רווחי. במילים פשוטות, אם החשמל המושקע בייצור מימן משמש ישירות לחימום בית, זה יהיה הרבה יותר רווחי מחימום דוד עם מימן.

תא מימן של סטנלי מאייר

את הדרך לצאת ממצב זה מצא המדען האמריקני סטנלי מאייר. התקנתו לא השתמשה בפוטנציאל חשמלי רב עוצמה, אלא בזרמים בתדר מסוים. המצאתו של הפיזיקאי הגדול כללה העובדה שמולקולת מים התנדנדה למקומה של דחפים חשמליים משתנים ונכנסה לתהודה, שהגיעה לכוח המספיק כדי לפצל אותה לאטומים מכוננים. לצורך השפעה כזו נדרשו זרמים נמוכים בעשרות פעמים מאשר במהלך פעולת מכונה אלקטרוליזה מוכרת.

וידאו: סטנלי מאייר תא דלק

בגלל המצאתו, שיכולה לשחרר את האנושות משעבודם של טייקוני נפט, נהרג סטנלי מאייר ועבודת שנות המחקר הרבות שלו נעלמה לאמצע שום מקום. עם זאת, נשמרו רישומים פרטניים של המדען, שעל בסיסם מנסים ממציאי מדינות רבות בעולם לבנות מתקנים כאלה. ואני חייב לומר, לא בהצלחה.

היתרונות של גז חום כמקור אנרגיה

• המים מהם מתקבל HHO הם אחד החומרים הנפוצים ביותר בכוכב הלכת שלנו.
• כאשר סוג זה של דלק נשרף נוצרת אדי מים, אותם ניתן לעבות בחזרה לנוזל ולשימוש חוזר כחומר גלם.
• בתהליך שריפת גז נפץ, לא נוצרים תוצרי לוואי מלבד מים. אנו יכולים לומר כי אין סוג דלק ידידותי יותר לסביבה מאשר גז חום.
• במהלך הפעלת מערכת חימום מימן, אדי מים משתחררים בכמות המספיקה לשמירה על לחות בחדר ברמה נוחה.

אתה עשוי להתעניין גם בחומר כיצד לבנות מחולל גז בעצמך:https://aquatech.tomathouse.com/iw/otoplenie/kotly/gazogenerator-na-drovakh-dlya-otopleniya-doma-svoimi-rukami.html

אזור יישום

כיום האלקטרוליזר הוא אותו מכשיר מוכר כמו מחולל האצטילן או חותך הפלזמה. בתחילה, גנרטורים מימן שימשו את הרתכים, מכיוון שנשיאת מתקן במשקל של קילוגרמים בודדים בלבד הייתה הרבה יותר קלה מאשר להזיז צילינדרים חמצן ואצטילן ענקיים. יחד עם זאת, עוצמת האנרגיה הגבוהה של היחידות לא הייתה קריטית - הכל נקבע על ידי נוחות ומעשיות. בשנים האחרונות השימוש בגז חום חרג מהמושגים הרגילים של מימן כדלק למכונות ריתוך גז.בעתיד, אפשרויות הטכנולוגיה רחבות מאוד, מכיוון שלשימוש ב- HHO יתרונות רבים.

• צריכת דלק מופחתת ברכבים. מחוללי מימן קיימים לרכב מאפשרים שימוש ב- HHO כתוסף לבנזין, דיזל או גז מסורתיים. בשל בעירה מלאה יותר של תערובת הדלק, ניתן להשיג הפחתה של 20-25% בצריכת הפחמימנים.
• צריכת דלק בתחנות כוח תרמיות המשתמשות בגז, פחם או דלק.
• הפחתת רעילות והעלאת היעילות של בתי דוד ישנים.
• הפחתה מרובה בעלויות חימום מבני מגורים עקב החלפה מלאה או חלקית של דלקים מסורתיים בגז חום.
• שימוש במתקנים ניידים לייצור HHO לצרכים ביתיים - בישול, השגת מים חמים וכו '.
• פיתוח תחנות כוח חדשות, עוצמתיות וידידותיות לסביבה.

ניתן לקנות מחולל מימן שנבנה באמצעות "טכנולוגיית תאי דלק מים" של ש. מאייר (שהיה שמו של החיבור שלו) - חברות רבות בארצות הברית, סין, בולגריה ומדינות אחרות מייצרות אותן. אנו מציעים ליצור מחולל מימן לבד.

וידאו: כיצד לתאם נכון את חימום המימן

מה שצריך בכדי להכין תא דלק בבית

החל בייצור תא דלק מימן, יש ללמוד את התיאוריה של תהליך היווצרות הגז הנפיץ. זה ייתן הבנה של מה שקורה בגנרטור, יעזור בהתקנת הציוד ותפעולו. בנוסף, תצטרכו להצטייד בחומרים הדרושים שרובם יהיה קל למצוא ברשת ההפצה. באשר לציורים וההוראות, אנו ננסה לחשוף את הנושאים הללו במלואם.

תכנון גנרטור מימן: תרשימים וציורים

מתקן תוצרת בית לייצור גז חום מורכב מכור עם אלקטרודות מותקנות, מחולל PWM לאספקת החשמל שלהם, תריס מים וחיבורי חוטים וצינורות. נכון לעכשיו ישנם מספר מעגלים של אלקטרוליזרים המשתמשים בפלטות או בצינורות כאלקטרודות. בנוסף, ברשת תוכלו למצוא את ההתקנה של מה שמכונה אלקטרוליזה יבשה. בשונה מהעיצוב המסורתי, במנגנון כזה, אין מותקנות פלטות במיכל עם מים, אך נוזלים מוזנים לפער בין האלקטרודות השטוחות. נטישת התוכנית המסורתית יכולה להפחית משמעותית את גודל תא הדלק.

בעבודה תוכלו להשתמש ברישומים ותכניות של אלקטרוליזרים עובדים, אותם ניתן להתאים לתנאים שלכם.

בחירת החומרים לבניית גנרטור מימן

לייצור תא דלק, כמעט ולא נדרשים חומרים ספציפיים. הקשיים היחידים שעלולים להתעורר הם האלקטרודות. אז מה צריך להכין לפני תחילת העבודה.

1. אם העיצוב שלך הוא גנרטור מסוג "רטוב", תצטרך מיכל מים אטום, שישמש גם ככלי הכור. אתה יכול לקחת כל מיכל מתאים, הדרישה העיקרית היא חוזק מספיק ואטימות גז. כמובן שכשמשתמשים בלוחות מתכת כאלקטרודות עדיף להשתמש בעיצוב מלבני, למשל, מארז אטום בקפידה מסוללת מכונית בסגנון ישן (שחור). עם זאת, אם משתמשים בצינורות לייצור HHO, אז גם מיכל מרווח מסנן ביתי לטיהור מים מתאים.האפשרות הטובה ביותר תהיה ליצור מארז גנרטור נירוסטה, למשל, 304 SSL.
   

   מכלול אלקטרודות למחולל מימן רטוב

   בבחירת תא דלק "יבש", תזדקק לסדין של פרספקס או פלסטיק שקוף אחר בעובי של 10 מ"מ ועיגולי O עשויים סיליקון טכני.

2. צינורות או צלחות עשויים נירוסטה. כמובן שתוכלו לקחת את המתכת ה"שחורה "הרגילה, עם זאת, במהלך פעולת האלקטרוליזר, ברזל פחמן פשוט מתקלקל במהירות ולרוב יהיה צורך לשנות את האלקטרודות. השימוש במתכת עשירה בפחמן עם סגסוגת כרום תאפשר לגנרטור לעבוד זמן רב. בעלי מלאכה העוסקים בייצור תאי דלק, במשך תקופה ארוכה עסקו בבחירת החומר לאלקטרודות והתיישבו בכיתה 316 ל 'נירוסטה. אגב, אם העיצוב ישתמש בצינורות של סגסוגת זו, יש לבחור בקוטר שלהם כך שבעת התקנת חלק אחד בשני שביניהם היה פער של לא יותר מ- 1 מ"מ. עבור פרפקציוניסטים נותנים את המידות המדויקות:
   - קוטר הצינור החיצוני הוא 25.317 מ"מ;
   - קוטר הצינור הפנימי תלוי בעובי החיצוני. בכל מקרה, עליו לספק פער בין אלמנטים אלה השווים ל -0.67 מ"מ.
   

   מכיוון שנבחרים במדויק הפרמטרים של חלקי מחולל המימן, תפקודו תלוי

3. גנרטור PWM. מעגל חשמלי שהורכב נכון יאפשר לכם להתאים את תדירות הזרם בגבולות הדרושים, וזה קשור ישירות להתרחשות תופעות תהודה. במילים אחרות, כדי להתחיל בהתפתחות המימן, יהיה צורך לבחור את הפרמטרים של מתח האספקה, לכן יש להקדיש תשומת לב מיוחדת להרכבה של גנרטור ה- PWM. אם אתה מכיר את הלחמה ויכול להבדיל את הטרנזיסטור מהדיודה, אז ניתן ליצור את החלק החשמלי באופן עצמאי. אחרת, אתה יכול לפנות למהנדס אלקטרוניקה מוכר או להזמין ייצור של ספק כוח מיתוג בבית מלאכה לתיקון מכשירים אלקטרוניים.
   

   ניתן לרכוש אספקת חשמל מיתוגית, המיועדת להתחבר לתא הדלק, באופן מקוון. חברות פרטיות קטנות בארצנו ומחוצה לה עוסקות בייצורן.

4. חוטי חשמל לחיבור. זה יהיה מספיק מוליכים עם חתך רוחב של 2 מ"ר. מ"מ
5. Bubbler. בעלי מלאכה בשם ביזארי זה קראו לתריס המים הנפוץ ביותר. אתה יכול להשתמש בכל מיכל אטום לשם זה. באופן אידיאלי, זה צריך להיות מצויד במכסה הדוק, שכאשר גז מתלקח בפנים, ייקרע מייד. בנוסף, מומלץ להתקין ניתוק בין האלקטרוליזר לבועבל, שימנע את החזרת ה- HHO לתא.
   

   עיצוב Bubbler

6. צינורות ואביזרים. כדי לחבר את גנרטור ה- HHO, אתה זקוק לצינור פלסטיק שקוף, התאמת כניסה ויציאה ומהדקים.
7. אגוזים, ברגים וברזים. יהיה עליהם צורך להדק את חלקי התא זה לזה.
8. זרז תגובה. על מנת שתהליך היווצרות ה- HHO יתקיים באופן אינטנסיבי יותר, אשלגן הידרוקסיד KOH מתווסף לכור. ניתן לקנות חומר זה ללא בעיות באינטרנט. לראשונה, לא יספיקו יותר מ- 1 ק"ג אבקה.
9. סיליקון לרכב או איטום אחר.

שימו לב כי צינורות מלוטשים אינם מומלצים. נהפוך הוא, מומחים ממליצים ללטש את החלקים כדי לקבל גימור מט. בעתיד זה יגדיל את הפרודוקטיביות של ההתקנה.

כלים שיידרשו בתהליך

לפני שתמשיך בבניית תא הדלק, הכין את הכלים הבאים:

• מסור למתכת;
• מקדחה עם סט מקדחות;
• סט ברגים;
• מברגים שטוחים וחתוכים;
• מטחנת זווית ("מטחנה") עם עיגול סט לחיתוך מתכת;
• מד זרימה ומד זרימה;
• סרגל;
• סַמָן.

בנוסף, אם תעסוק באופן עצמאי בבניית גנרטור PWM, כדי להתקין אותו תצטרך אוסצילוסקופ ומד תדרים. במסגרת מאמר זה, לא נעלה נושא זה, מכיוון שייצור והתצורה של ספק כוח מיתוג נחשב בצורה הטובה ביותר על ידי מומחים בפורומים המתמחים.

שימו לב למאמר, בו מופיעים מקורות אנרגיה אחרים שניתן להשתמש בהם לצייד חימום ביתי:https://aquatech.tomathouse.com/iw/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-energii.html

הוראות: כיצד ליצור גנרטור מימן בעצמך

לייצור תא דלק אנו לוקחים את מעגל האלקטרוליזרים ה"יבש "המתקדם ביותר באמצעות אלקטרודות בצורה של לוחות נירוסטה. ההוראות שלהלן מדגימות את התהליך של יצירת מחולל מימן מ- "A" ל- "Z", ולכן עדיף לעקוב אחר רצף הפעולות.

התוכנית של סוג התא "יבש" של תא הדלק

1. ייצור דיור תאי הדלק. כאשר הקירות הצדדיים של המסגרת הם לוחות של לוח קשה או פרספקס, חתוכים לגודל הגנרטור העתידי. עליכם להבין כי גודל המכשיר משפיע ישירות על ביצועיו, אולם עלות השגת HHO תהיה גבוהה יותר. לייצור תא דלק, הממדים האופטימליים של המכשיר הם בין 150X150 מ"מ ל- 250x250 מ"מ.
2. בכל אחת מהצלחות נקדח חור מתחת לכניסה (לשקע) המתאים למים. בנוסף, תזדקק לקידוח בקיר הצדדי ליציאת גז וארבעה חורים בפינות כדי לחבר את אלמנטים הכור אחד לשני.
   

   ייצור קירות צדדיים

3. בעזרת מטחנות זווית נחתכים צלחות אלקטרודה מגלגל נירוסטה 316L. הממדים שלהם צריכים להיות פחות ממידות הקירות הצדדיים ב 10 - 20 מ"מ. בנוסף, ביצוע כל פרט, יש צורך להשאיר אזור מגע קטן באחת הפינות. זה יידרש כדי לחבר את האלקטרודות השליליות והחיוביות לקבוצות לפני שיחבר אותם למתח האספקה.
4. על מנת לקבל כמות מספקת של HHO, יש לטפל בפלדת אל חלד בנייר זכוכית עדין משני הצדדים.
5. נקדחו שני חורים בכל אחת מהלוחות: מקדח בקוטר 6 - 7 מ"מ - לאספקת מים לחלל שבין האלקטרודות ועובי של 8 - 10 מ"מ - לאוורור גז חום. נקודות הקידוח מחושבות תוך התחשבות במיקומי ההתקנה של צינורות הכניסה והיציאה המתאימים.
   

   לפניכם קבוצה של חלקים שעליכם להכין לפני הרכבת תא הדלק

6. התחל את הרכבת הגנרטור. לשם כך, אביזרי אספקת מים והוצאת גז מותקנים בקירות הלוח. מקומות חיבוריהם אטומים בזהירות עם איטום רכב או אינסטלציה.
7. לאחר מכן, מותקנים חתיכים באחד מחלקי התיק השקוף, שלאחריהם מניחים את האלקטרודות.
   

   הנחת אלקטרודות מתחילה עם טבעת איטום

   שימו לב: המטוס של אלקטרודות הפלטה חייב להיות שווה, אחרת האלמנטים עם מטענים שלא דומים יגעו ויגרמו לקצר!

8. לוחות נירוסטה מופרדים ממשטחי הצד של הכור באמצעות טבעות o, שיכולות להיות עשויות מסיליקון, פרוניט או מחומר אחר. חשוב רק שהעובי שלה לא יעלה על 1 מ"מ. אותם חלקים משמשים כמרווחים בין הלוחות. במהלך ההנחה וודאו כי רפידות המגע של האלקטרודות השליליות והחיוביות מקובצות בצדדים שונים של הגנרטור.
   

   בעת הרכבת הצלחות, חשוב לכוון נכון את פתחי השקע.

9. לאחר הנחת הפלטה האחרונה מותקנת טבעת איטום שלאחריה סוגרים את הגנרטור עם קיר לוח קשה שני, והמבנה עצמו מהודק בכביסה ואומים. בביצוע עבודה זו, הקפידו לפקח על אחידות ההידוק והיעדר עיוותים בין הלוחות.
   

   בעת הידוק סופי, יש לשלוט על ההקבלה של דפנות הצד. זה ימנע מעיוותים.

10. בעזרת צינורות פוליאתילן מחולל הגנרטור למיכל מים ולבעבוע.
11. רפידות המגע של האלקטרודות מחוברות זו לזו בכל דרך שהיא, ואחריהן חוטי החשמל מחוברים אליהם.
    

    על ידי איסוף של כמה תאי דלק והפעלתם במקביל, אתה יכול להשיג מספיק גז חום

12. מתח מסופק לתא הדלק ממחולל ה- PWM, לאחר מכן מכוון את המכשיר ומותאם לפלט הגז המרבי.

כדי להשיג גז חום בכמות המספיקה לחימום או לבישול, התקן מספר גנרטורים מימן הפועלים במקביל.

וידאו: הרכבת המכשיר

וידאו: בניית הסוג "יבש"

נקודות שימוש אינדיבידואליות

ראשית, ברצוני לציין כי השיטה המסורתית של שריפת גז טבעי או פרופאן במקרה שלנו אינה מתאימה, מכיוון שטמפרטורת הבעירה של HHO עולה על הפרמטרים הדומים של פחמימנים פי שלוש. כפי שאתה מבין בעצמך, פלדה מבנית לא תעמוד בטמפרטורה זו למשך זמן רב. סטנלי מאייר עצמו המליץ ​​להשתמש במבער בעיצוב יוצא דופן, שהתכנית שלה אנו נותנים להלן.

סכמה של צורב מימן שתוכנן על ידי ש 'מאייר

החוכמה של מכשיר זה היא שה- HHO (מסומן על ידי 72 בתרשים) עובר לתא הבעירה דרך שסתום 35. תערובת המימן הבוערת עולה דרך תעלה 63 ובאותה עת מבצעת את תהליך הפליטה, וגוררת איתו אוויר חיצוני דרך פתחים מתכווננים 13 ו- 70. מתחת למכסה 40 נשמרת כמות מסוימת של מוצרי בעירה (אדי מים), שנכנסת אל עמוד הבעירה דרך תעלה 45 ומתערבבת עם הגז הבוער. זה מאפשר לך להפחית את טמפרטורת הבעירה במספר פעמים.

הנקודה השנייה בה ברצוני להפנות את תשומת ליבך היא הנוזל שצריך למזוג במתקן. עדיף להשתמש במים מוכנים שאינם מכילים מלחי מתכת כבדה. האפשרות האידיאלית היא התזקיק, אותו ניתן לרכוש בכל חנות רכב או בית מרקחת. להפעלה מוצלחת של האלקטרוליזר, אשלגן הידרוקסיד KOH מתווסף למים, בקצב של ככף אבקה אחת לדלי מים.

במהלך פעולת ההתקנה, חשוב לא לחמם יותר מדי את הגנרטור. כאשר הטמפרטורה עולה ל- 65 מעלות צלזיוס ומעלה, האלקטרודות של המנגנון יהיו מזוהמות בתוצרי לוואי של התגובה, וכתוצאה מכך תפחת תפוקת האלקטרוליזר. אם זה עדיין קרה, יהיה צורך לפרק את תא המימן ולהסיר את הלוח באמצעות נייר זכוכית.

והשלישית, עליה אנו שמים דגש מיוחד, היא הביטחון. זכור שתערובת של מימן וחמצן לא נקראת בטעות חומר נפץ. HHO הוא תרכובת כימית מסוכנת שאם מטפלים בה לא נכון עלולה לגרום לפיצוץ. הקפידו על כללי הבטיחות והקפידו במיוחד בעת ניסויים במימן. רק במקרה זה ה"לבנה "שבראשה מורכבת היקום שלנו תביא חום ונוחות לביתך.

יש להקפיד על כללי הבטיחות לא רק בעת התקנת מחולל מימן. בעת הרכבה ותפעול של ה ביו-רקטור, יש להקפיד מאוד להיזהר מכיוון שהביוגז הוא חומר נפץ. קרא עוד על התקנה מסוג זה במאמר הבא:https://aquatech.tomathouse.com/iw/otoplenie/alt_otoplenie/kak-poluchit-biogaz.html.

אנו מקווים שהמאמר הפך למקור השראה עבורכם, ואתם מגלגלים שרוולים מתחילים לייצר תא דלק מימן. כמובן שכל החישובים שלנו אינם האמת הסופית, אולם ניתן להשתמש בהם כדי ליצור מודל עובד של מחולל מימן. אם ברצונך לעבור לחלוטין לחימום מסוג זה, אז יהיה צורך ללמוד את השאלה ביתר פירוט.אולי ההתקנה שלך תהפוך לאבן הפינה, בזכותה תסתיים החלוקה מחדש של שוקי האנרגיה, וחום זול וידידותי לסביבה יכנס לכל בית.