Vandenilio generatorius šildymo sistemai: esamą instaliaciją surenkame savo rankomis

Jau seniai praėjo tie laikai, kai kaimo namą buvo galima šildyti tik vienu būdu - deginant krosnyje medieną ar anglis. Šiuolaikiniai šildytuvai naudoja įvairių rūšių degalus ir tuo pačiu automatiškai palaiko patogią temperatūrą mūsų namuose. Gamtinės dujos, dyzelinas ar mazutas, elektra, saulės ir geoterminė šiluma - Čia yra neišsamus alternatyvų sąrašas. Atrodytų - gyvenk ir džiaukis, tačiau tik nuolatinis kuro ir įrangos kainų kilimas verčia mus tęsti pigių šildymo būdų paiešką. Tuo pačiu metu neišsenkantis energijos šaltinis - vandenilis - tiesiog pažodžiui slypi po mūsų kojomis. Ir šiandien mes kalbėsime apie tai, kaip naudoti įprastą vandenį kaip kurą, savo rankomis surenkant vandenilio generatorių.
Turinys
Vandenilio generatoriaus įtaisas ir veikimo principas
Naudoti vandenilį kaip kurą kaimo namui šildyti yra naudinga ne tik dėl aukštos šiluminės vertės, bet ir dėl to, kad jo degimo metu neišsiskiria kenksmingų medžiagų. Kaip visi prisimena iš mokyklos chemijos kursų, kai oksiduoti du vandenilio atomai (cheminė formulė H2 - Hidrogenium) su vienu deguonies atomu susidaro vandens molekulė. Tuo pačiu metu išleidžiama tris kartus daugiau šilumos nei deginant gamtines dujas. Galima sakyti, kad vandenilis nėra lygus kitiems energijos šaltiniams, nes jo atsargos Žemėje yra neišsemiamos - pasaulio vandenyną 2/3 sudaro cheminis elementas H2ir visoje Visatoje šios dujos kartu su heliu yra pagrindinė „statybinė medžiaga“. Čia yra tik viena problema - gauti gryną H2 vandenį reikia padalyti į sudedamąsias dalis, o tai padaryti nėra lengva. Daugelį metų mokslininkai ieškojo būdo išgauti vandenilį ir įsitvirtino elektrolizės procese.
Šis lakiųjų dujų gamybos būdas yra tas, kad dvi metalinės plokštės, sujungtos su aukštos įtampos šaltiniu, dedamos į vandenį nedideliu atstumu viena nuo kitos. Kai naudojama energija, didelis elektrinis potencialas tiesiogine prasme suskaido vandens molekulę į savo sudedamąsias dalis, išskirdamas du vandenilio atomus (HH) ir vieną deguonies atomą (O).Išsiskyrusios dujos buvo pavadintos fiziko J. Browno vardu. Jo formulė yra HHO, o kaloringumas yra 121 MJ / kg. Rudos dujos dega atvira liepsna ir nesudaro jokių kenksmingų medžiagų. Pagrindinis šios medžiagos pranašumas yra tas, kad įprastas katilas, dirbantis su propanu ar metanu, yra tinkamas jo naudojimui. Mes tik atkreipiame dėmesį, kad vandenilis kartu su deguonimi sudaro sprogstamąjį mišinį, todėl reikės papildomų atsargumo priemonių.
Generatorių, skirtą dideliais kiekiais gaminti rudąsias dujas, sudaro kelios ląstelės, kiekvienoje iš jų yra daug porų elektrodų plokštelių. Jie sumontuojami sandariame inde, kuriame yra dujų išleidimo vamzdis, gnybtai elektros energijai prijungti ir kaklelis vandens pripildymui. Be to, įrenginyje yra apsauginis vožtuvas ir vandens sklendė. Jų dėka pašalinama atvirkštinio liepsnos plitimo galimybė. Vandenilis dega tik degiklio išleidimo angoje ir neišdega visomis kryptimis. Pakartotinis naudingo įrenginio ploto padidinimas leidžia išgauti degių medžiagų kiekius, pakankamus įvairiems tikslams, įskaitant gyvenamųjų patalpų šildymą. Bet vien tai padaryti naudojant tradicinį elektrolizatorių bus nuostolinga. Paprasčiau tariant, jei vandenilio gamybai sunaudota elektra bus tiesiogiai naudojama namo šildymui, tai bus daug pelningiau nei šildyti katilą vandeniliu.
Išeitį iš šios situacijos rado amerikiečių mokslininkas Stanley Meyeris. Jo montavimui nebuvo naudojamas galingas elektros potencialas, bet tam tikro dažnio srovės. Didžiojo fiziko išradimas susiklostė tuo, kad vandens molekulė pasuko besikeičiančių elektrinių impulsų greičiu ir įėjo į rezonansą, kurio jėga buvo pakankama, kad padalytų ją į sudedamąsias atomus. Norint gauti tokį efektą, reikėjo dešimtis kartų mažesnės srovės nei naudojant įprastą elektrolizės mašiną.
Vaizdo įrašas: Stanley Meyerio kuro elementas
Dėl savo išradimo, kuris galėjo išlaisvinti žmoniją nuo naftos magnatų vergijos, Stanley Meyeris buvo nužudytas, o jo daugelio metų tyrinėjimo darbai išnyko niekur. Nepaisant to, buvo išsaugotos atskiros mokslininko pastabos, kuriomis remdamiesi daugelio pasaulio šalių išradėjai bando statyti tokius įrenginius. Ir turiu pasakyti, kad nesėkmingai.
Rudųjų dujų, kaip energijos šaltinio, pranašumai
- Vanduo, iš kurio gaunamas HHO, yra viena iš labiausiai paplitusių medžiagų mūsų planetoje.
- Deginant šio tipo kurą, susidaro vandens garai, kurie gali būti kondensuoti atgal į skystį ir pakartotinai naudojami kaip žaliava.
- Deginant sprogiąsias dujas, nesusiformuoja kiti šalutiniai produktai, išskyrus vandenį. Galime pasakyti, kad nėra ekologiškesnių degalų rūšių nei rudosios dujos.
- Vandeninio šildymo sistemos veikimo metu išsiskiria pakankamas vandens garų kiekis, kad kambaryje būtų drėgmė.
Galbūt jus taip pat domina medžiaga, kaip patiems pasigaminti dujų generatorių:https://aquatech.tomathouse.com/lt/otoplenie/kotly/gazogenerator-na-drovakh-dlya-otopleniya-doma-svoimi-rukami.html
Taikymo sritis
Šiandien elektrolizatorius yra tas pats pažįstamas prietaisas, kaip ir acetileno generatorius ar plazminis pjaustytuvas. Iš pradžių vandenilio generatorius naudojo suvirintojai, nes nešti vos kelis kilogramus sveriantį įrenginį buvo daug lengviau, nei perkelti didžiulius deguonies ir acetileno cilindrus. Tuo pačiu metu didelis vienetų energijos intensyvumas nebuvo kritinis - viską nulėmė patogumas ir praktiškumas. Pastaraisiais metais rudųjų dujų naudojimas peržengė įprastas vandenilio kaip degalų suvirinimo dujose sąvokas.Ateityje technologijos galimybės yra labai plačios, nes HHO naudojimas turi daug privalumų.
- Sumažintos transporto priemonių degalų sąnaudos. Esami automobiliniai vandenilio generatoriai leidžia naudoti HHO kaip priedą tradiciniam benzinui, dyzelinui ar dujoms. Dėl to, kad degalų mišinys visiškai išdegus, angliavandenilių sąnaudos gali būti sumažintos 20–25%.
- Kuro ekonomija šiluminėse elektrinėse, naudojančiose dujas, anglis ar mazutą.
- Sumažinti toksiškumą ir padidinti senų katilinių efektyvumą.
- Daugkartinis gyvenamųjų pastatų šildymo išlaidų sumažinimas dėl visiško ar dalinio tradicinio kuro pakeitimo rudosiomis dujomis.
- Nešiojamųjų įrenginių naudojimas HHO gamybai buities reikmėms - virimui, šilto vandens gavimui ir kt.
- Iš esmės naujų, galingų ir ekologiškų elektrinių plėtra.
Galima įsigyti vandenilio generatoriaus, pagaminto naudojant S. Meyerio „Vandens kuro elementų technologiją“ (tai buvo jo traktato pavadinimas) - juos gamina daugybė JAV, Kinijos, Bulgarijos ir kitų šalių bendrovių. Mes siūlome patys pasidaryti vandenilio generatorių.
Vaizdo įrašas: kaip tinkamai organizuoti vandenilio šildymą
Ko reikia norint sukurti kuro elementą namuose
Pradėjus gaminti vandenilio kuro elementą, reikia išnagrinėti sprogstamųjų dujų susidarymo proceso teoriją. Tai leis suprasti, kas vyksta generatoriuje, padės nustatyti ir valdyti įrangą. Be to, turėsite atsargų reikalingoms medžiagoms, kurių daugumą bus lengva rasti paskirstymo tinkle. Kalbant apie brėžinius ir instrukcijas, mes stengsimės išsamiai atskleisti šias problemas.
Vandenilio generatoriaus projektavimas: schemos ir brėžiniai
Namuose gaminamą rudųjų dujų gamybą sudaro reaktorius su įmontuotais elektrodais, PWM generatorius jų tiekimui, vandens sklendė, jungiamieji laidai ir žarnos. Šiuo metu yra kelios elektrolizatorių grandinės, kurios kaip elektrodus naudoja plokšteles ar vamzdelius. Be to, internete galite rasti vadinamosios sausosios elektrolizės įrengimą. Skirtingai nuo tradicinio dizaino, tokiame aparate ne plokštelės montuojamos į indą su vandeniu, bet skystis tiekiamas į tarpą tarp plokščių elektrodų. Tradicinės schemos atmetimas gali žymiai sumažinti kuro elemento dydį.
- PWM valdiklio schema
- Meyer kuro elemente naudojamos vienos elektrodų poros schema
- Meyerio langelio išdėstymas
- PWM valdiklio schema
- Kuro elementų brėžinys
- Kuro elementų brėžinys
- PWM valdiklio schema
- PWM valdiklio schema
Darbe galite naudoti darbo elektrolizerių brėžinius ir schemas, kuriuos galite pritaikyti pagal savo sąlygas.
Medžiagų pasirinkimas vandenilio generatoriaus statybai
Kuro elementui gaminti praktiškai nereikia jokių specialių medžiagų. Vieninteliai sunkumai, kurie gali kilti, yra elektrodai. Taigi, ką reikia paruošti prieš pradedant darbą.
- Jei jūsų dizainas yra „šlapio“ tipo generatorius, jums reikės uždaryto vandens rezervuaro, kuris taip pat tarnaus kaip reaktoriaus indas. Galite pasiimti bet kurį tinkamą indą, pagrindinis reikalavimas yra pakankamas stiprumas ir sandarumas dujoms. Žinoma, kai kaip elektrodus naudojamos metalinės plokštės, geriau naudoti stačiakampį dizainą, pavyzdžiui, atsargiai užklijuotą dėklą iš seno stiliaus automobilio akumuliatoriaus (juodos). Jei vis dėlto HHO gaminti naudojami vamzdeliai, tada tinkamas talpus indas iš buitinio filtro vandens valymui.Geriausias pasirinkimas būtų pagaminti iš nerūdijančio plieno generatoriaus korpusą, pavyzdžiui, 304 SSL klasės.
Renkantis „sausą“ kuro elementą, jums reikia plexiglass arba kito skaidraus plastiko iki 10 mm storio lakšto ir O-žiedų, pagamintų iš techninio silikono.
- Vamzdžiai arba plokštės iš nerūdijančio plieno. Žinoma, galite pasiimti įprastą „juodąjį“ metalą, tačiau elektrolizatoriaus veikimo metu paprasta anglinė geležis greitai korozija ir elektrodai dažnai turės būti keičiami. Naudojant aukštos anglies lydinius su chromu, generatorius galės dirbti ilgą laiką. Amatininkai, užsiimantys kuro elementų gamyba, ilgą laiką užsiimantys elektrodų pasirinkimu ir įsitvirtinę ant 316 L klasės nerūdijančio plieno. Beje, jei dizaine bus naudojami šio lydinio vamzdžiai, jų skersmuo turi būti parinktas taip, kad montuojant vieną dalį kitame tarp jų buvo ne didesnis kaip 1 mm tarpas. Perfekcionistams nurodykite tikslius matmenis:
- išorinio vamzdžio skersmuo yra 25,317 mm;
- vidinio vamzdžio skersmuo priklauso nuo išorinio storio. Bet kokiu atveju tarp šių elementų turėtų būti 0,67 mm tarpas. - PWM generatorius. Tinkamai sumontuota elektros grandinė leis jums sureguliuoti srovės dažnį per reikiamas ribas, ir tai yra tiesiogiai susijusi su rezonanso reiškinių atsiradimu. Kitaip tariant, norint pradėti vandenilio evoliuciją, reikės pasirinkti maitinimo įtampos parametrus, todėl ypatingas dėmesys skiriamas PWM generatoriaus surinkimui. Jei esate susipažinę su litavimo geležimi ir galite atskirti tranzistorių nuo diodo, tada elektrinę dalį galima pagaminti savarankiškai. Priešingu atveju galite susisiekti su pažįstamu elektronikos inžinieriumi arba užsisakyti perjungimo maitinimo šaltinio gaminimą elektroninių prietaisų remonto dirbtuvėse.
Perjungimo maitinimo šaltinį, skirtą prisijungti prie kuro elemento, galima nusipirkti tinkle. Jų gamyba užsiima mažos privačios įmonės mūsų šalyje ir užsienyje.
- Elektros laidai prijungti. Pakanka bus laidininkų, kurių skerspjūvis yra 2 kvadratiniai metrai. mm
- Burbulas. Šį keistą pavadinimą meistrai vadino įprasčiausia vandens langine. Tam galite naudoti bet kokį uždarą konteinerį. Idealiu atveju jis turėtų būti su sandariai uždaromu dangčiu, kuris, užsidegus dujoms, bus nedelsiant nuplėštas. Be to, tarp elektrolizatoriaus ir pūstuvo rekomenduojama įrengti ribą, kuri neleis HHO grįžti į kamerą.
- Žarnos ir jungiamosios detalės. Norėdami prijungti HHO generatorių, jums reikia skaidraus plastikinio vamzdžio, įleidimo ir išleidimo angos bei spaustukų.
- Veržlės, varžtai ir smeigės. Jie bus reikalingi, kad ląstelės dalys būtų pritvirtintos viena prie kitos.
- Reakcijos katalizatorius. Kad HHO formavimo procesas vyktų intensyviau, į reaktorių pridedama kalio hidroksido KOH. Šią medžiagą galima be problemų nusipirkti internete. Pirmą kartą pakaks ne daugiau kaip 1 kg miltelių.
- Automobilinis silikonas ar kitas sandariklis.
Atminkite, kad poliruoti vamzdžiai nerekomenduojami. Priešingai, ekspertai rekomenduoja šlifuoti dalis, kad gautumėte matinį paviršių. Ateityje tai padidins įrenginio produktyvumą.
Priemonės, kurių reikės procese
Prieš pradėdami kurti kuro elementą, paruoškite šiuos įrankius:
- metalinis metalo pjūvis;
- gręžti su grąžtų rinkiniu;
- veržliarakčių rinkinys;
- atsuktuvai su plokščiais ir plyšiais;
- kampinis šlifuoklis („šlifuoklis“) su nustatytu apskritimu metalui pjaustyti;
- multimetras ir srauto matuoklis;
- valdovas;
- žymeklis.
Be to, jei jūs savarankiškai užsiimsite PWM generatoriaus statyba, tada, norint jį nustatyti, jums reikės osciloskopo ir dažnio matuoklio. Šiame straipsnyje mes nekelsime šio klausimo, nes perjungimo maitinimo šaltinio gamybą ir konfigūraciją geriausiai svarsto atitinkamų forumų specialistai.
Atkreipkite dėmesį į straipsnį, kuriame išvardyti kiti energijos šaltiniai, kurie gali būti naudojami namų šildymui įrengti:https://aquatech.tomathouse.com/lt/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-energii.html
Instrukcija: kaip patiems pasigaminti vandenilio generatorių
Kuro elemento gamybai mes naudojame pažangiausią „sauso“ elektrolizatoriaus kontūrą, naudodami elektrodus nerūdijančio plieno plokščių pavidalu. Žemiau pateiktos instrukcijos parodo vandenilio generatoriaus sukūrimo procesą nuo „A“ iki „Z“, todėl geriau sekti veiksmų seką.
- Kuro elemento korpuso pagaminimas. Kadangi rėmo šoninės sienos yra iš medienos plaušų plokštės arba iš plexiglass plokštės, supjaustytos būsimo generatoriaus dydžiu. Reikėtų suprasti, kad prietaiso dydis tiesiogiai veikia jo veikimą, tačiau HHO įsigijimo išlaidos bus didesnės. Gaminant kuro elementą, prietaiso matmenys bus nuo 150x150 mm iki 250 x 250 mm.
- Kiekvienoje plokštelėje po įleidimo (išleidimo) anga yra išgręžiama skylė, skirta vandeniui. Be to, jums reikės gręžti šoninėje sienoje dujų išleidimo angai ir keturias skylutes kampuose, kad sujungtumėte reaktoriaus elementus vienas su kitu.
- Naudojant kampinį šlifuoklį, elektrodo plokštės supjaustomos iš 316L nerūdijančio plieno lakšto. Jų matmenys turėtų būti mažesni nei šoninių sienų matmenys 10 - 20 mm. Be to, atliekant kiekvieną detalę, būtina palikti mažą kontaktinį plotą viename iš kampų. Tai bus reikalinga norint neigiamus ir teigiamus elektrodus sujungti į grupes prieš prijungiant juos prie maitinimo įtampos.
- Norint gauti pakankamą kiekį HHO, nerūdijantis plienas turi būti apdorotas smulkiu švitriniu popieriumi iš abiejų pusių.
- Kiekvienoje plokštelėje išgręžiamos dvi skylės: 6 - 7 mm skersmens gręžtuvas, skirtas vandeniui tiekti į tarpą tarp elektrodų ir kurio storis 8 - 10 mm - rudųjų dujų išleidimui. Gręžimo vietos apskaičiuojamos atsižvelgiant į atitinkamų įleidimo ir išleidimo vamzdžių montavimo vietas.
- Pradėkite generatoriaus surinkimą. Norėdami tai padaryti, medienos drožlių plokštės sienose sumontuojamos vandens tiekimo ir dujų ištraukimo jungiamosios detalės. Jų jungčių vietos yra kruopščiai uždaromos automobiliniu ar vandentiekio hermetiku.
- Po to smeigės montuojamos vienoje iš skaidrių korpuso dalių, po kuria klojami elektrodai.
Atkreipkite dėmesį: plokštės elektrodų plokštuma turi būti lygi, kitaip elementai, kurių krūviai nepanašūs, liesti ir sukelti trumpąjį jungimą!
- Nerūdijančio plieno plokštės nuo šoninių reaktoriaus paviršių atskirtos žiediniais žiedais, kurie gali būti pagaminti iš silikono, paronito ar kitos medžiagos. Svarbu tik tai, kad jo storis neviršytų 1 mm. Tos pačios dalys yra naudojamos kaip tarpinės tarp plokščių. Klojimo metu įsitikinkite, kad neigiamų ir teigiamų elektrodų kontaktinės trinkelės yra sugrupuotos skirtingose generatoriaus pusėse.
- Uždėjus paskutinę plokštę, sumontuojamas sandarinimo žiedas, po kurio generatorius uždaromas antrąja medienos plaušų plokštės siena, o pati konstrukcija tvirtinama poveržlėmis ir veržlėmis. Atlikdami šį darbą, būtinai stebėkite priveržimo vienodumą ir tai, ar tarp plokštelių nėra iškraipymų.
- Naudojant polietileno žarnas, generatorius prijungiamas prie vandens rezervuaro ir burbuliuko.
- Elektrodų kontaktinės trinkelės yra tarpusavyje sujungtos, po to prie jų prijungiami maitinimo laidai.
- Įtampa į kuro elementą tiekiama iš PWM generatoriaus, po to prietaisas sureguliuojamas ir sureguliuojamas pagal maksimalų HHO dujų kiekį.
Norėdami gauti rudų dujų, kurių pakaktų šildymui ar virimui, sumontuokite kelis vandenilio generatorius, veikiančius lygiagrečiai.
Vaizdo įrašas: prietaiso surinkimas
Vaizdo įrašas: „sauso“ tipo konstrukcija
Individualūs naudojimo taškai
Pirmiausia norėčiau atkreipti dėmesį, kad tradicinis gamtinių dujų ar propano deginimo būdas mūsų atveju nėra tinkamas, nes HHO degimo temperatūra daugiau nei tris kartus viršija panašius angliavandenilių parametrus. Kaip jūs patys suprantate, konstrukcinis plienas ilgą laiką neatlaikys šios temperatūros. Pats Stanley Meyeris rekomendavo naudoti neįprasto dizaino degiklį, kurio schemą pateikiame žemiau.
Šio prietaiso triukas yra tas, kad HHO (diagramoje pažymėtas 72) pro vožtuvą 35 patenka į degimo kamerą. Degantis vandenilio mišinys kyla per 63 kanalą ir tuo pačiu metu vykdo išmetimo procesą, tempdamas išorinį orą per jį per reguliuojamas angas 13 ir 70. Pagal 40 dangtelį sulaikomas tam tikras kiekis degimo produktų (vandens garų), kuris patenka į degimo koloną per 45 kanalą ir susimaišo su degančiomis dujomis. Tai leidžia keletą kartų sumažinti degimo temperatūrą.
Antras punktas, į kurį norėčiau atkreipti jūsų dėmesį, yra skystis, kuris turėtų būti pilamas į instaliaciją. Geriausia naudoti paruoštą vandenį, kuriame nėra sunkiųjų metalų druskų. Idealus pasirinkimas yra distiliatas, kurį galima įsigyti bet kurioje automobilių parduotuvėje ar vaistinėje. Sėkmingam elektrolizatoriaus veikimui į vandenį įpilama kalio hidroksido KOH, kurio norma yra maždaug vienas šaukštas miltelių viename kibire vandens.
Diegimo metu svarbu neperkaitinti generatoriaus. Kai temperatūra pakils iki 65 laipsnių ar daugiau, prietaiso elektrodai bus užteršti šalutiniais reakcijos produktais, todėl elektrolizatoriaus našumas sumažės. Jei vis dėlto taip atsitiko, vandenilio kamerą reikės išardyti, o apnašas pašalinti švitriniu popieriumi.
Ir trečiasis, kuriam mes ypač pabrėžiame, yra saugumas. Atminkite, kad vandenilio ir deguonies mišinys neatsitiktinai nėra vadinamas sprogstamuoju. HHO yra pavojingas cheminis junginys, kuris netinkamai naudojant gali sukelti sprogimą. Laikykitės saugos taisyklių ir būkite ypač atsargūs eksperimentuodami su vandeniliu. Tik tokiu atveju „plyta“, iš kurios sudaryta mūsų Visata, atneš šilumą ir jaukumą jūsų namuose.
Saugos taisyklių reikia laikytis ne tik montuojant vandenilio generatorių. Surinkdami ir eksploatuodami bioreaktorių, taip pat turite būti ypač atsargūs, nes biodujos yra sprogios. Skaitykite daugiau apie šio tipo diegimą šiame straipsnyje:https://aquatech.tomathouse.com/lt/otoplenie/alt_otoplenie/kak-poluchit-biogaz.html.
Tikimės, kad straipsnis tapo jūsų įkvėpimo šaltiniu, ir jūs, sukdami rankoves, pradedate gaminti vandenilio kuro elementą. Žinoma, visi mūsų skaičiavimai nėra galutinė tiesa, tačiau jie gali būti naudojami kuriant darbinį vandenilio generatoriaus modelį. Jei norite visiškai pereiti prie šio tipo šildymo, tada turėsite ištirti šį klausimą išsamiau.Galbūt jūsų instaliacija taps kertiniu akmeniu, kurio dėka baigsis energijos rinkų persiskirstymas, o pigi ir ekologiška šiluma pateks į visus namus.
8 komentarai