Generator de hidrogen pentru sistemul de încălzire: montăm instalația existentă cu propriile noastre mâini

Mult timp au trecut zilele în care o casă de țară ar putea fi încălzită într-un singur fel - prin arderea lemnului sau a cărbunelui în sobă. Încălzitoarele moderne folosesc diferite tipuri de combustibil și, în același timp, mențin automat o temperatură confortabilă în casele noastre. Gaz natural, motorină sau combustibil, electricitate, energie solară și căldură geotermală - Iată o listă incompletă de alternative. S-ar părea - trăiți și bucurați-vă, dar numai creșterea constantă a prețurilor la combustibil și echipamente ne obligă să continuăm căutarea metodelor ieftine de încălzire. Și, în același timp, o sursă inepuizabilă de energie - hidrogen, se află literalmente sub picioarele noastre. Și astăzi vom vorbi despre modul de utilizare a apei obișnuite ca combustibil, prin asamblarea unui generator de hidrogen cu propriile noastre mâini.

Dispozitivul și principiul funcționării generatorului de hidrogen

Generatorul de hidrogen din fabrică este o unitate impresionantă

Utilizarea hidrogenului ca combustibil pentru încălzirea unei case de țară este benefică nu numai datorită valorii calorice ridicate, dar și pentru că nu se eliberează substanțe nocive în timpul arderii sale. După cum își amintește toată lumea de la cursul de chimie școlară, când doi atomi de hidrogen sunt oxidați (formula chimică H₂ - Hidrogenium) cu un atom de oxigen, se formează o moleculă de apă. În același timp, se eliberează de trei ori mai multă căldură decât în ​​timpul combustiei gazelor naturale. Putem spune că hidrogenul nu este egal cu alte surse de energie, deoarece rezervele sale pe Pământ sunt inepuizabile - oceanul mondial este format din 2/3 din elementul chimic H₂și în întregul univers, acest gaz, împreună cu heliul, sunt principalul „material de construcție”. Iată doar o problemă - pentru a obține H pură₂ este necesar să împărțiți apa în părțile sale constitutive, iar acest lucru nu este ușor. De mai mulți ani, oamenii de știință au căutat o modalitate de a extrage hidrogenul și s-au stabilit pe electroliză.

Schema electrolizatorului de laborator

Această metodă de producere a gazelor volatile este aceea că două plăci metalice conectate la o sursă de înaltă tensiune sunt plasate în apă la o distanță scurtă una de cealaltă. Atunci când este aplicată puterea, potențialul electric ridicat literalmente descompun molecula de apă în componentele sale, eliberând doi atomi de hidrogen (HH) și un atom de oxigen (O).Gazul evoluat a primit numele fizicianului J. Brown. Formula sa este HHO, iar valoarea calorică este de 121 MJ / kg. Gazul brun arde cu o flacără deschisă și nu formează substanțe nocive. Principalul avantaj al acestei substanțe este că un cazan care funcționează regulat cu propan sau metan este potrivit pentru utilizarea sa. Observăm doar că hidrogenul în combinație cu oxigenul formează un amestec exploziv, prin urmare, vor fi necesare precauții suplimentare.

Instalarea instalației de gaze brune

Generatorul, proiectat pentru a produce gaz maroniu în cantități mari, conține mai multe celule, fiecare conținând mai multe perechi de plăci cu electrod. Acestea sunt instalate într-un recipient sigilat, care este echipat cu o conductă de ieșire pentru gaz, borne pentru conectarea puterii și un gât pentru umplerea apei. În plus, instalația este echipată cu o supapă de siguranță și un obturator de apă. Datorită lor, se elimină posibilitatea unei propagări de flacără inversă. Hidrogenul arde numai la ieșirea arzătorului și nu se aprinde în toate direcțiile. O creștere multiplă a suprafeței utile a instalației permite extragerea substanțelor combustibile în cantități suficiente pentru diverse scopuri, inclusiv încălzirea spațiilor rezidențiale. Doar faceți-o folosind un electrolizor tradițional va fi nerentabil. Mai simplu spus, dacă energia electrică cheltuită în producția de hidrogen este folosită direct pentru încălzirea unei case, va fi mult mai profitabilă decât încălzirea unui cazan cu hidrogen.

Celula de hidrogen Stanley Meyer

Calea de ieșire din această situație a fost găsită de savantul american Stanley Meyer. Instalarea sa nu a folosit potențial electric puternic, ci curenți de o anumită frecvență. Invenția marelui fizician a constat în faptul că o moleculă de apă s-a învârtit în ritmul schimbării impulsurilor electrice și a intrat în rezonanță, ceea ce a atins o forță suficientă pentru a o împărți în atomi constitutivi. Pentru un astfel de efect, au fost necesari curenți de zeci de ori mai mici decât cu o mașină de electroliză convențională.

Video: celulă de combustibil Stanley Meyer

Pentru invenția sa, care putea elibera omenirea de robiele magnatilor petrolului, Stanley Meyer a fost ucis, iar activitatea celor mulți ani de cercetare a dispărut pentru ca nimeni să nu știe unde. Cu toate acestea, s-au păstrat note individuale ale omului de știință, pe baza cărora inventatorii multor țări ale lumii încearcă să construiască astfel de instalații. Și trebuie să spun, fără succes.

Avantajele gazelor brune ca sursă de energie

• Apa din care este obținut HHO este una dintre cele mai frecvente substanțe de pe planeta noastră.
• Când acest tip de combustibil este ars, se formează vapori de apă, care pot fi condensați înapoi în lichid și reutilizați ca materie primă.
• În procesul de ardere a gazelor explozive, nu se formează subproduse, altele decât apa. Putem spune că nu există un tip de combustibil mai ecologic decât gazul Brown.
• În timpul funcționării unui sistem de încălzire cu hidrogen, vaporii de apă sunt eliberați într-o cantitate suficientă pentru a menține umiditatea în cameră la un nivel confortabil.

Ați putea fi, de asemenea, interesat de materiale despre cum puteți construi singur un generator de gaz:https://aquatech.tomathouse.com/ro/otoplenie/kotly/gazogenerator-na-drovakh-dlya-otopleniya-doma-svoimi-rukami.html

Zona de aplicare

Astăzi, electrolizorul este același dispozitiv familiar ca generatorul de acetilenă sau freza de plasmă. Inițial, generatorii de hidrogen au fost folosiți de sudori, deoarece transportarea unei instalații care cântărea doar câțiva kilograme era mult mai ușoară decât mutarea cilindrilor uriași de oxigen și acetilenă. În același timp, intensitatea energetică ridicată a unităților nu a fost critică - totul a fost determinat de comoditate și practicitate. În ultimii ani, utilizarea gazelor brune a depășit conceptele obișnuite de hidrogen ca combustibil pentru mașinile de sudat cu gaz.În viitor, posibilitățile tehnologiei sunt foarte largi, deoarece utilizarea HHO are o mulțime de avantaje.

• Consum redus de combustibil în vehicule. Generatoare de hidrogen auto existente permit utilizarea HHO ca aditiv la benzina, motorina sau gazele tradiționale. Datorită combustiei mai complete a amestecului de combustibil, se poate realiza o reducere de 20-25% a consumului de hidrocarburi.
• Economie de combustibil la centralele termice care utilizează gaz, cărbune sau combustibil.
• Reducerea toxicității și creșterea eficienței cazanelor vechi.
• Reducerea multiplă a costurilor de încălzire a clădirilor rezidențiale datorită înlocuirii totale sau parțiale a combustibililor tradiționali cu gaz Brown.
• Utilizarea instalațiilor portabile pentru producerea de HHO pentru nevoile casnice - gătit, obținerea apei calde etc.
• Dezvoltarea unor centrale electrice fundamental noi, puternice și ecologice.

Se poate cumpăra un generator de hidrogen construit folosind „Tehnologia de celule cu combustibil pentru apă” de S. Meyer (care a fost numele tratatului său) - multe companii din Statele Unite, China, Bulgaria și alte țări le fabrică. Ne propunem să facem un generator de hidrogen pe cont propriu.

Video: Cum să aranjați corect încălzirea cu hidrogen

Ceea ce este necesar pentru a face o celulă de combustibil acasă

Începând să fabricați o celulă de combustibil cu hidrogen, este necesar să studiați teoria procesului de formare a gazelor explozive. Acest lucru va da o înțelegere a ceea ce se întâmplă în generator, va ajuta la configurarea și funcționarea echipamentului. În plus, va trebui să vă aprovizionați cu materialele necesare, cele mai multe dintre ele fiind ușor de găsit în rețeaua de distribuție. În ceea ce privește desenele și instrucțiunile, vom încerca să dezvăluim aceste probleme în întregime.

Proiectarea unui generator de hidrogen: diagrame și desene

O instalație casnică pentru producerea gazului Brown constă dintr-un reactor cu electrozi instalați, un generator PWM pentru alimentarea lor, un obturator de apă și conectarea firelor și furtunurilor. În prezent, există mai multe circuite de electrolizi care folosesc plăci sau tuburi ca electrozi. În plus, pe Web puteți găsi instalarea așa-numitei electrolize uscate. Spre deosebire de designul tradițional, într-un astfel de aparat nu sunt instalate plăci într-un recipient cu apă, dar lichidul este introdus în golul dintre electrozii plani. Respingerea schemei tradiționale poate reduce semnificativ dimensiunea pilei de combustibil.

În lucrare, puteți utiliza desene și scheme de electrolizere de lucru, care pot fi adaptate la propriile condiții.

Alegerea materialelor pentru construcția unui generator de hidrogen

Pentru fabricarea unei pile de combustibil, practic nu sunt necesare materiale specifice. Singurele dificultăți care pot apărea sunt electrozii. Deci, ce trebuie pregătit înainte de a începe munca.

1. Dacă proiectul dvs. este un generator de tip „umed”, atunci veți avea nevoie de un rezervor de apă sigilat, care va servi și ca nava reactorului. Puteți lua orice recipient adecvat, cerința principală este rezistența suficientă și etanșeitatea la gaz. Desigur, atunci când folosiți plăci metalice ca electrozi, este mai bine să folosiți un design dreptunghiular, de exemplu, o carcasă sigilată cu grijă de la o baterie auto veche (neagră). Dacă, totuși, tuburile sunt utilizate pentru a produce HHO, atunci este adecvat și un recipient cu capacitate dintr-un filtru casnic pentru purificarea apei.Cea mai bună opțiune ar fi realizarea unei cutii generatoare de oțel inoxidabil, de exemplu, 304 SSL.
   

   Ansamblu de electrozi pentru un generator de hidrogen de tip umed

   Atunci când alegeți o celulă de combustibil „uscată”, veți avea nevoie de o foaie de plexiglas sau alt plastic transparent de până la 10 mm grosime și inele O din silicon tehnic.

2. Tuburi sau plăci din oțel inoxidabil. Desigur, puteți lua metalul obișnuit „negru”, dar în timpul funcționării electrolizantului, fierul simplu din carbon se corodează rapid și electrozii vor fi adesea schimbați. Utilizarea metalelor cu conținut ridicat de carbon, aliate cu crom, va permite generatorului să funcționeze mult timp. Artizanii implicați în fabricarea pilelor de combustibil, angajați timp îndelungat în selecția materialelor pentru electrozi și așezați pe oțel inoxidabil 316 L. Apropo, dacă proiectarea va folosi tuburi din acest aliaj, diametrul lor trebuie selectat astfel încât la instalarea unei părți în cealaltă dintre ele a existat un decalaj de cel mult 1 mm. Pentru perfecționisti dați dimensiunile exacte:
   - diametrul tubului exterior este de 25.317 mm;
   - diametrul tubului interior depinde de grosimea exteriorului. În orice caz, ar trebui să asigure un decalaj între aceste elemente egal cu 0,67 mm.
   

   De cât de precis sunt selectați parametrii părților generatorului de hidrogen, performanța acestuia depinde

3. Generator PWM. Un circuit electric montat corect vă va permite să reglați frecvența curentului în limitele necesare, iar acest lucru este direct legat de apariția fenomenelor de rezonanță. Cu alte cuvinte, pentru a începe evoluția hidrogenului, va fi necesară selectarea parametrilor tensiunii de alimentare, prin urmare, se acordă o atenție deosebită asamblării generatorului PWM. Dacă cunoașteți fierul de lipit și puteți distinge tranzistorul de diodă, atunci partea electrică poate fi realizată independent. În caz contrar, puteți contacta un inginer electronic cunoscut sau puteți comanda fabricarea unei surse de comutare într-un atelier de reparații a dispozitivelor electronice.
   

   Sursa de alimentare comutatoare, destinată conectării la bateria de combustibil, poate fi cumpărată online. Micile companii private din țara noastră și din străinătate se ocupă cu fabricarea lor.

4. Cabluri electrice pentru conectare. Va fi suficientă conductoare cu o secțiune transversală de 2 metri pătrați. mm
5. Barbotor. Acest nume bizar meșteșugari a numit obturatorul de apă cel mai obișnuit. Puteți utiliza orice recipient sigilat pentru acesta. În mod ideal, ar trebui să fie echipat cu un capac de fixare, care, atunci când un gaz se aprinde în interior, va fi rupt instant. În plus, este recomandat să fie instalată o întrerupere între electrolizator și bobină, ceea ce va împiedica revenirea HHO în celulă.
   

   Proiectare bubler

6. Furtunuri și fitinguri. Pentru a conecta generatorul de HHO, aveți nevoie de un tub transparent din plastic, accesoriu de intrare și ieșire și cleme.
7. Piulițe, șuruburi și știfturi. Acestea vor fi necesare pentru a fixa părțile celulei una de cealaltă.
8. Catalizator de reacție Pentru ca procesul de formare a HHO să se desfășoare mai intens, se adaugă hidroxid de potasiu KOH la reactor. Această substanță poate fi cumpărată fără probleme pe Web. Pentru prima dată, nu mai mult de 1 kg de pulbere vor fi suficiente.
9. Silicon auto sau alt material de etanșare.

Rețineți că tuburile lustruite nu sunt recomandate. Dimpotrivă, experții recomandă șlefuirea părților pentru a obține un finisaj mat. În viitor, acest lucru va crește productivitatea instalației.

Instrumente care vor fi necesare în acest proces

Înainte de a continua construcția celulei de combustibil, pregătiți următoarele instrumente:

• ferăstrău pentru metal;
• burghie cu un set de burghiu;
• set de chei;
• șurubelnițe plate și cu fanta;
• polizor unghiular ("râșniță") cu un cerc setat pentru tăierea metalului;
• multimetru și debitmetru;
• rigla;
• marcator.

În plus, dacă veți fi angajați în mod independent în construcția unui generator PWM, atunci pentru a-l configura, veți avea nevoie de un osciloscop și un contor de frecvență. În cadrul acestui articol, nu vom ridica această problemă, întrucât fabricarea și configurarea unei surse de comutare sunt cel mai bine luate în considerare de specialiști în forumuri specializate.

Acordați atenție articolului, care prezintă alte surse de energie care pot fi utilizate pentru echiparea încălzirii la domiciliu:https://aquatech.tomathouse.com/ro/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-energii.html

Instrucțiune: cum să faceți singur un generator de hidrogen

Pentru fabricarea unei celule de combustibil, luăm cel mai avansat circuit electrolizant „uscat” folosind electrozi sub formă de plăci din oțel inoxidabil. Instrucțiunile de mai jos demonstrează procesul de creare a unui generator de hidrogen de la „A” la „Z”, deci este mai bine să urmați succesiunea acțiunilor.

Schema celulei de combustibil de tip „uscat”

1. Fabricarea carcasei bateriei. Deoarece pereții laterali ai cadrului sunt plăci din tabla tare sau din plexiglas, tăiate la dimensiunea viitorului generator. Trebuie să înțelegeți că dimensiunea dispozitivului afectează direct performanțele acestuia, cu toate acestea, costul obținerii HHO va fi mai mare. Pentru fabricarea unei pile de combustibil, dimensiunile optime ale dispozitivului sunt de la 150x150 mm la 250x250 mm.
2. În fiecare dintre plăci, o găură este găurită sub orificiul de intrare (de ieșire) pentru apă. În plus, va trebui să găuriți în peretele lateral pentru ieșirea gazului și patru găuri în colțuri pentru a conecta elementele reactorului împreună.
   

   Fabricarea pereților laterali

3. Folosind un polizor unghiular, plăcile cu electrod sunt tăiate din tabla de oțel inoxidabil 316L. Dimensiunile lor trebuie să fie mai mici decât dimensiunile pereților laterali cu 10 - 20 mm. În plus, făcând fiecare detaliu, trebuie să lăsați o mică zonă de contact într-unul din colțuri. Acest lucru va fi necesar pentru a conecta electrozii negativi și pozitivi în grupuri înainte de a-i conecta la tensiunea de alimentare.
4. Pentru a obține o cantitate suficientă de HHO, oțelul inoxidabil trebuie tratat cu șmirghel fin pe ambele părți.
5. Două găuri sunt găurite în fiecare dintre plăci: o burghiu cu un diametru de 6 - 7 mm - pentru alimentarea apei în spațiul dintre electrozi și o grosime de 8 - 10 mm - pentru evacuarea gazelor brune. Punctele de foraj sunt calculate luând în considerare locațiile de instalare ale conductelor de intrare și ieșire respective.
   

   Iată un set de piese pe care trebuie să le pregătiți înainte de asamblarea bateriei

6. Începeți asamblarea generatorului. Pentru a face acest lucru, în pereții plăcii de bord sunt instalate armături pentru alimentarea cu apă și extragerea gazului. Locurile conexiunilor lor sunt sigilate cu grijă cu etanșe auto sau pentru instalații sanitare.
7. După aceea, știfturile sunt instalate într-una dintre părțile carcasei transparente, după care sunt așezați electrozii.
   

   Pune electrodul începe cu un inel de etanșare

   Vă rugăm să rețineți: planul electrozilor plăcii trebuie să fie plat, în caz contrar, elementele cu sarcini diferite se vor atinge, provocând un scurtcircuit!

8. Plăcile din oțel inoxidabil sunt separate de suprafețele laterale ale reactorului folosind inele o, care pot fi realizate din silicon, paronit sau alt material. Este important doar ca grosimea sa să nu depășească 1 mm. Aceleași părți sunt utilizate ca distanțe între plăci. În timpul procesului de instalare, asigurați-vă că plăcuțele de contact ale electrozilor negativi și pozitivi sunt grupate pe diferite părți ale generatorului.
   

   La asamblarea plăcilor, este important să se orienteze corect orificiile de ieșire.

9. După așezarea ultimei plăci, este instalat un inel de etanșare, după care generatorul este închis cu un al doilea perete din tabla tare, iar structura în sine este fixată cu șaibă și piuliță. Efectuând această lucrare, asigurați-vă că monitorizați uniformitatea strângerii și absența denaturărilor dintre plăci.
   

   La strângerea finală, trebuie controlat paralelismul pereților laterali. Acest lucru va evita denaturarea.

10. Folosind furtunuri de polietilenă, generatorul este conectat la un rezervor de apă și la un balon.
11. Plăcile de contact ale electrozilor sunt interconectate în orice mod, după care firele de alimentare sunt conectate la ele.
    

    Prin colectarea mai multor pilule de combustibil și activarea lor în paralel, puteți obține suficient gaz Brown

12. Tensiunea este furnizată celulei de combustibil din generatorul PWM, după care dispozitivul este reglat și reglat pentru puterea maximă de gaz HHO.

Pentru a obține gaz brun într-o cantitate suficientă pentru încălzire sau gătit, instalați mai multe generatoare de hidrogen care funcționează în paralel.

Video: Asamblarea dispozitivului

Video: construcția tipului „uscat”

Puncte de utilizare individuale

În primul rând, aș dori să notez că metoda tradițională de ardere a gazului natural sau a propanului în cazul nostru nu este potrivită, deoarece temperatura de ardere a HHO depășește de mai mult de trei ori parametrii similari ai hidrocarburilor. După cum înțelegeți voi înșiși, oțelul structural nu va rezista mult timp la această temperatură. Însuși Stanley Meyer a recomandat utilizarea unui arzător cu un design neobișnuit, a cărui schemă îi oferim mai jos.

Schema unui arzător de hidrogen proiectat de S. Meyer

Trucul acestui dispozitiv este acela că HHO (indicat de 72 în diagramă) trece în camera de ardere prin robinetul 35. Amestecul de hidrogen arzător se ridică prin canalul 63 și în același timp realizează procesul de expulzare, trăgând aer exterior prin orificiile reglabile 13 și 70. Sub capacul 40, se păstrează o anumită cantitate de produse de ardere (vapori de apă), care intră în coloana de combustie prin canalul 45 și se amestecă cu gazul care arde. Acest lucru vă permite să reduceți temperatura de ardere de mai multe ori.

Al doilea punct la care aș dori să vă atrag atenția este lichidul care trebuie turnat în instalație. Cel mai bine este să folosiți apă pregătită care nu conține săruri de metale grele. Opțiunea ideală este distilatul, care poate fi achiziționat la orice magazin auto sau farmacie. Pentru funcționarea cu succes a electrolizorului, în apă se adaugă hidroxid de potasiu KOH, cu o viteză de aproximativ o lingură de pulbere per găleată de apă.

În timpul funcționării instalației, este important să nu supraîncălziți generatorul. Când temperatura va crește până la 65 de grade Celsius sau mai mult, electrozii aparatului vor fi contaminate cu produse secundare ale reacției, în urma cărora productivitatea electrolizantului va scădea. Dacă tot acest lucru s-a întâmplat, atunci celula de hidrogen va trebui să fie dezasamblată și placa este eliminată folosind șmirghel.

Iar a treia, pe care punem un accent deosebit, este securitatea. Nu uitați că un amestec de hidrogen și oxigen nu este numit accidental exploziv. HHO este un compus chimic periculos care, dacă este manipulat în mod necorespunzător, poate provoca o explozie. Respectați regulile de siguranță și fiți atenți mai ales atunci când experimentați hidrogenul. Doar în acest caz „cărămida” din care este compus Universul nostru va aduce căldură și confort în casa ta.

Normele de siguranță trebuie respectate nu numai la instalarea unui generator de hidrogen. Atunci când asamblați și funcționați bioreactorul, trebuie să fiți extrem de atenți, deoarece biogazul este exploziv. Citiți mai multe despre acest tip de instalare în următorul articol:https://aquatech.tomathouse.com/ro/otoplenie/alt_otoplenie/kak-poluchit-biogaz.html.

Sperăm că articolul a devenit o sursă de inspirație pentru dvs., iar dvs., învârtindu-vă mânecile, să începeți să fabricați o celulă de combustibil cu hidrogen. Desigur, toate calculele noastre nu sunt adevărul final, cu toate acestea, ele pot fi folosite pentru a crea un model de lucru al unui generator de hidrogen. Dacă doriți să treceți complet la acest tip de încălzire, atunci întrebarea va trebui studiată mai detaliat.Poate că instalația dvs. va deveni piatra de temelie, datorită căreia se va termina redistribuirea piețelor de energie, iar căldura ieftină și ecologică va intra în fiecare casă.