Генератор водоника за систем грејања: постојећу инсталацију састављамо властитим рукама

Одавно су прошли дани када се сеоска кућа може грејати на само један начин - спаљивањем дрва или угља у пећи. Савремени грејачи користе различите врсте горива и истовремено аутоматски одржавају угодну температуру у нашим домовима. Природни гас, дизел или лож уље, електрична енергија, соларна енергија и геотермална топлотна - Ево непотпуне листе алтернатива. Чини се да живите и радујте се, али само непрестано повећање цијена горива и опреме присиљава нас да наставимо потрагу за јефтиним методама гријања. А у исто време, неисцрпни извор енергије - водоник, буквално лежи под нашим ногама. И данас ћемо говорити о томе како да користимо обичну воду као гориво састављањем генератора водоника сопственим рукама.

Уређај и принцип рада генератора водоника

Фабрички водоник је импресивна јединица

Употреба водоника као горива за грејање сеоске куће је корисна не само због високе калоријске вредности, већ и због тога што се током сагоревања не ослобађају штетне материје. Као што сви памте са школског курса хемије, када се два атома водоника оксидују (хемијска формула Х₂ - Хидрогенијум) са једним атомом кисеоника формира се молекул воде. Истовремено се ослобађа три пута више топлоте него при сагоревању природног гаса. Можемо рећи да водоник није једнак другим изворима енергије, јер су његове резерве на Земљи неисцрпне - светски океан за 2/3 се састоји од хемијског елемента Х₂, и у целом Универзуму, овај гас је заједно са хелијумом главни "грађевински материјал". Овде је само један проблем - да се очисти Х₂ потребно је поделити воду на њене саставне делове, а то није лако. Дуго година научници су тражили начин да се извуче водоник и настанили електролизом.

Шема лабораторијског електролизатора

Ова метода производње испарљивог гаса је та што се две металне плоче повезане високонапонским извором постављају у воду на малој удаљености једна од друге. Када се примењује снага, високи електрични потенцијал буквално разбија молекулу воде на њене састојке, ослобађајући два атома водоника (ХХ) и један атом кисеоника (О).Еволуисани гас је добио име по физичару Ј. Бровну. Његова формула је ХХО, а калоријска вредност је 121 МЈ / кг. Смеђи гас са отвореним пламеном сагорева и не ствара никакве штетне материје. Главна предност ове материје је да је за њену употребу погодан редован бојлер који делује на пропан или метан. Примећујемо само да водоник у комбинацији са кисеоником формира експлозивну смешу, стога ће бити потребне додатне мере предострожности.

Постављање смеђег постројења за гас

Генератор, дизајниран да производи браон гас у великим количинама, садржи неколико ћелија од којих свака садржи много парова плоча електрода. Инсталирају се у херметички затвореном контејнеру који је опремљен одводном цеви за гас, прикључцима за повезивање струје и вратом за пуњење воде. Поред тога, инсталација је опремљена сигурносним вентилом и затварачем за воду. Захваљујући њима елиминисана је могућност обрнутог ширења пламена. Водоник сагорева само на излазу пламеника и не запали се у свим правцима. Вишеструко повећање корисне површине инсталације омогућава екстракцију запаљивих материја у количинама довољним за различите сврхе, укључујући грејање стамбених просторија. Али само ако то учините користећи традиционални електролитер биће неисплативо. Једноставно речено, ако се електрична енергија потрошена на производњу водоника директно користи за грејање куће, биће много исплативије од грејања котла на водоник.

Станична ћелија Станија Мејера

Амерички научник Станлеи Меиер пронашао је излаз из ове ситуације. Њена инсталација није користила снажни електрични потенцијал, већ струје одређене фреквенције. Изум великог физичара састојао се у томе да се молекул воде њихао у ритму променљивих електричних импулса и ушао у резонанцу, која је достигла силу довољну да га подели на саставне атоме. За такав ефекат потребне су струје неколико десетина пута мање него код класичне машине за електролизу.

Видео: Горива ћелија Станлеи Меиер

Због свог проналаска, који би могао да ослободи човечанство од ропства нафтних тајкуна, Станлеи Меиер је убијен, а рад његовог вишегодишњег истраживања нестао је у средини нигде. Ипак, сачуване су засебне белешке научника на основу којих су изумитељи многих држава света покушали да направе такве инсталације. И морам рећи, не безуспешно.

Предности смеђег гаса као извора енергије

• Вода из које се ХХО добија једна је од најчешћих супстанци на нашој планети.
• Када се ова врста горива сагорева, формира се водена пара која се може кондензовати натраг у течност и поново користити као сировину.
• У процесу сагоревања експлозивног гаса не стварају се нуспроизводи осим воде. Можемо рећи да не постоји еколошки прихватљивија врста горива од смеђег горива.
• Током рада система за грејање водоника, водена пара се ослобађа у количини довољној да одржава влажност у соби на угодном нивоу.

Можда ће вас занимати и материјали о томе како сами да направите генератор гаса:хттпс://аффиццхн.цом/отопление/котли/газогенератор-на-дровакх-длиа-отопленииа-дома-своими-руками.хтмл

Подручје примене

Данас је електролизатор исти познати уређај као и генератор ацетилена или резач у плазми. У почетку су генераторе водоника користили заваривачи, јер је ношење инсталације тешке свега неколико килограма било много лакше него премештање огромних боца са кисеоником и ацетиленом. У исто време, висок енергетски интензитет јединица није био пресудан - све је било одређено практичношћу и практичношћу. Последњих година употреба смеђег гаса надилази уобичајене концепте водоника као горива за машине за заваривање гасом.У будућности су могућности ове технологије веома широке, јер употреба ХХО-а има много предности.

• Смањена потрошња горива у возилима. Постојећи аутомобилски генератор водоника омогућава употребу ХХО као адитива традиционалном бензину, дизелу или гасу. Због потпунијег сагоревања мешавине горива, може се постићи 20-25% смањења потрошње угљоводоника.
• Економичност горива у термоелектранама које користе гас, угаљ или лож уље.
• Смањење токсичности и повећање ефикасности старих котловница.
• Вишеструко смањење трошкова грејања стамбених зграда услед потпуне или делимичне замене традиционалних горива смеђим гасом.
• Употреба преносних инсталација за производњу ХХО-а за кућне потребе - кување, добијање топле воде итд.
• Развој фундаментално нових, снажних и еколошких електрана.

Генератор водоника изграђен помоћу „Ватер Фуел Целл Тецхнологи“ С. Меиера (тако је било име његовог трактата) може се купити - многе компаније у САД-у, Кини, Бугарској и другим земљама које их производе. Предлажемо да сами направимо генератор водоника.

Видео: Како правилно организовати грејање водоником

Шта је потребно да направите гориву ћелију код куће

Почевши са производњом водоничне горивне ћелије, потребно је проучити теорију процеса формирања експлозивног гаса. Ово ће дати разумевање шта се догађа у генератору, помоћи ће вам у подешавању и раду опреме. Поред тога, мораћете да набавите потребне материјале, од којих ћете већину лако наћи у дистрибутивној мрежи. Што се тиче цртежа и упутстава, покушаћемо да обелоданимо ове проблеме у потпуности.

Пројектовање водоник генератора: дијаграми и цртежи

Домаћа инсталација за производњу смеђег гаса састоји се од реактора са уграђеним електродама, ПВМ генератора за њихово напајање, водног затварача и повезивања жица и црева. Тренутно постоји неколико кругова електролизатора који користе плоче или цеви као електроде. Поред тога, на Интернету можете пронаћи инсталацију такозване суве електролизе. За разлику од традиционалног дизајна, у таквом апарату ниједна плоча није постављена у посуду са водом, већ се течност доводи у размак између равних електрода. Одбацивање традиционалне шеме може значајно да смањи величину ћелије за гориво.

У раду можете користити цртеже и шеме радних електролизатора који се могу прилагодити вашим условима.

Избор материјала за израду генератора водоника

За производњу горивне ћелије, практично нису потребни посебни материјали. Једине потешкоће које могу настати су електроде. Дакле, шта треба припремити пре почетка рада.

1. Ако је ваш дизајн генератор мокрог типа, тада ће вам требати затворени резервоар за воду који ће такође служити као реакторски спремник. Можете узети било који одговарајући контејнер, главни захтев је довољна чврстоћа и непропусност за гас. Наравно, када користите металне плоче као електроде, боље је користити правоугаони дизајн, на пример, пажљиво запечаћен футролу од аутомобилске батерије старог стила (црне). Ако се цеви користе за производњу ХХО-а, тада је такође погодан спремник из кућног филтера за пречишћавање воде.Најбоља опција би била израда кућишта генератора од нехрђајућег челика, на пример, 304 ССЛ класе.
   

   Склоп електрода за генератор влажног типа

   Приликом одабира „суве“ ћелије за гориво потребан вам је лим од плексигласа или друга прозирна пластика дебљине до 10 мм и О-прстенови израђени од техничког силикона.

2. Цеви или плоче од нехрђајућег челика. Наравно, можете узети уобичајени "црни" метал, међутим, током рада електролизатора, једноставне угљен-гвожђе нагризају брзо и електроде ће се често морати мењати. Употреба метала високог угљеника легираног хромом омогућиће генератору дуго рад. Обртници који се баве производњом горивних ћелија, дуго времена бавили су се избором материјала за електроде и настанили се на нерђајућем челику, класе 316 Л. Успут, ако ће дизајн користити цеви од ове легуре, њихов пречник мора бити изабран тако да приликом уградње једног дела у другом је између њих био размак не већи од 1 мм. Перфекционисти дају тачне димензије:
   - пречник спољне цеви је 25.317 мм;
   - пречник унутрашње цеви зависи од дебљине спољне. У сваком случају, треба осигурати размак између ових елемената једнак 0,67 мм.
   

   Перформансе делова генератора водоника зависе од тога колико су тачно одређени његови параметри

3. ПВМ генератор. Правилно састављен електрични круг омогућиће вам да подесите фреквенцију струје у потребним границама, а то је директно повезано са појавом резонантних појава. Другим речима, да би се започела еволуција водоника, биће потребно изабрати параметре напона напајања, па се посебна пажња посвећује састављању ПВМ генератора. Ако сте упознати са лемилицом и можете разликовати транзистор од диоде, електрични део можете направити независно. У супротном, можете контактирати познатог инжењера електронике или наручити производњу прекидачког напајања у радионици за поправку електроничких уређаја.
   

   Преклопно напајање, дизајнирано за повезивање са горивом ћелијом, може се купити на мрежи. Њиховом израдом баве се мале приватне компаније у земљи и иностранству.

4. Електричне жице за повезивање. Доста ће бити проводника са пресеком 2 квадратна метра. мм
5. Бубблер. Ово бизарно име занатлије су назвали најобичнијим затварачем за воду. За њега можете користити било који затворени контејнер. У идеалном случају требало би да буде опремљен чврсто приањајућим поклопцем који ће се, уколико се унутра запали гас, одмах искључити. Поред тога, препоручује се постављање прекидача између електролизатора и мехурића, што ће спречити повратак ХХО у ћелију.
   

   Дизајн бубблера

6. Црева и фитинзи. Да бисте повезали ХХО генератор, потребна вам је прозирна пластична цев, улазна и одводна спојница и стезаљке.
7. Матице, вијци и вијци. Биће им потребни да се делови ћелије међусобно причвршћују.
8. Реакцијски катализатор. Да би се процес формирања ХХО наставио интензивније, у реактор се додаје калијум хидроксид КОХ. Ова супстанца се без проблема може купити на Интернету. Први пут неће бити довољно више од 1 кг праха.
9. Ауто силикон или друга заптивача.

Имајте на уму да се полиране цеви не препоручују. Супротно томе, стручњаци препоручују да брусите делове како бисте добили мат финиш. То ће у будућности повећати продуктивност инсталације.

Алати који ће бити потребни у том процесу

Пре него што наставите са изградњом горивне ћелије, припремите следеће алате:

• метална тестера за нож;
• бушилица са сетом бушилица;
• сет кључева;
• равни и прорежни одвијачи;
• угаона брусилица ("брусилица") са постављеним кругом за резање метала;
• мултиметар и мерач протока;
• лењир;
• маркер.

Поред тога, ако се самостално бавите израдом ПВМ генератора, тада ће вам бити потребан осцилоскоп и мерач фреквенције. У оквиру овог чланка нећемо постављати ово питање, јер стручњаци на релевантним форумима најбоље разматрају производњу и конфигурацију прекидачког напајања.

Обратите пажњу на чланак који наводи остале изворе енергије који се могу користити за опремање кућног грејања:хттпс://аффиццхн.цом/отопление/алт_отопление/алтернативние-истоцхники-енергии.хтмл

Упутство: како сами направити генератор водоника

За производњу горивних ћелија узимамо најнапреднији круг „сувог“ електролизеа помоћу електрода у облику плоча од нехрђајућег челика. Следећа упутства демонстрирају процес стварања водоничног генератора од „А“ до „З“, тако да је боље пратити редослед поступака.

Шема типа горивне ћелије "сувог" типа

1. Израда кућишта горивних ћелија. Како су бочни зидови оквира плоче од тврдог картона или плексигласа, исечене према величини будућег генератора. Морате схватити да величина уређаја директно утиче на његове перформансе, међутим, трошкови набавке ХХО биће већи. За производњу горивне ћелије оптималне димензије уређаја су од 150к150 мм до 250к250 мм.
2. У свакој од плоча је пробушена рупа испод улазног (излазног) прикључка за воду. Поред тога, требат ће вам бушење у бочном зиду за излаз плина и четири рупе у угловима како бисте спојили елементе реактора.
   

   Израда бочних зидова

3. Коришћењем угаоне брусилице, плоче електрода су одсечене од нерђајућег челика од 316Л. Њихове димензије требају бити мање од димензија бочних зидова за 10 - 20 мм. Поред тога, чинећи сваки детаљ потребно је оставити мало контактног подручја у једном од углова. Ово ће бити потребно за повезивање негативних и позитивних електрода у групе пре него што их повежете са напајањем.
4. Да би се добила довољна количина ХХО, нехрђајући челик се мора обрадити финим брусним папиром са обе стране.
5. У свакој од плоча су избушене две рупе: бушилица с пречником од 6 - 7 мм - за довод воде у простор између електрода и дебљине 8 - 10 мм - за одводњу смеђег гаса. Тачке бушења рачунају се узимајући у обзир места уградње дотичних улазних и одводних цеви.
   

   Ево скупа делова које треба да припремите пре састављања ћелије за гориво

6. Започните склапање генератора. Да бисте то учинили, фитинги за водоснабдевање и одвод гаса уграђују се у зидове плоче. Мјеста њихових прикључака пажљиво су запечаћена аутомобилским или водоводним заптивачем.
7. Након тога се у један од прозирних дијелова кућишта постављају штипаљке, након чега се постављају електроде.
   

   Полагање електрода започиње заптивним прстеном

   Напомињемо: равнина електрода на плочи мора бити уједначена, јер ће се у противном елементи додирнути за разлику од наелектрисања, што изазива кратки спој!

8. Плоче од нехрђајућег челика су одвојене од бочних површина реактора помоћу о-прстенова који могу бити направљени од силикона, паронита или другог материјала. Важно је само да његова дебљина не пређе 1 мм. Исти дијелови се користе као размакници између плоча. Тијеком инсталације провјерите јесу ли контактни јастучићи негативних и позитивних електрода групирани на различитим странама генератора.
   

   При састављању плоча важно је правилно оријентисати излазне отворе.

9. Након полагања последње плоче поставља се заптивни прстен, након чега се генератор затвара другим зидом од тврдог картона, а сама конструкција се причвршћује подлошцима и матицама. Обављајући овај посао, будите сигурни да надгледате једноликост затезања и одсуство изобличења између плоча.
   

   При коначном затезању мора се контролисати паралелизам бочних зидова. Ово ће избећи изобличења.

10. Помоћу полиетиленских црева, генератор је повезан са резервоаром воде и мехурјем.
11. Контактни јастучићи електрода међусобно су повезани, након чега се напајају жице.
    

    Сакупљањем неколико горивних ћелија и паралелним укључивањем можете добити довољно смеђег гаса

12. Напон се напаја у горивној ћелији из ПВМ генератора, након чега се апарат подешава и подешава за максимални излазни гас ХХО.

Да бисте добили смеђи гас у количини довољној за грејање или кување, уградите неколико водоник генератора који раде паралелно.

Видео: Састављање уређаја

Видео: Изградња "сувог" типа

Индивидуалне тачке коришћења

Прво бих желио напоменути да традиционална метода сагоревања природног гаса или пропана у нашем случају није прикладна, јер температура сагоревања ХХО премашује сличне параметре угљоводоника за више од три пута. Као што и сами разумијете, конструкцијски челик неће дуго издржати ову температуру. Сам Станлеи Меиер препоручио је да користи горионик необичног дизајна, шему којег дајемо у наставку.

Шема водоник горионика дизајнирао С. Меиер

Трик овог уређаја је да ХХО (на дијаграму означено са 72) прелази у комору за сагоревање кроз вентил 35. Мешавина горивог водоника се издиже кроз канал 63 и истовремено спроводи поступак избацивања, повлачећи ван себе ваздух кроз подесиве отворе 13 и 70. Испод поклопца 40 задржава се одређена количина продуката сагоревања (водена пара), која кроз канал 45 улази у колону за сагоревање и меша се са гасом који гори. То вам омогућава да смањите температуру сагоревања неколико пута.

Друга тачка на коју бих хтео да вам скренем пажњу је течност коју би требало сипати у инсталацију. Најбоље је користити припремљену воду која не садржи соли тешких метала. Идеална опција је дестилат, који се може купити у било којој продавници аутомобила или апотеци. За успешан рад електролизатора, калијум хидроксид КОХ се додаје у воду, брзином од око једне кашике праха по канти воде.

Током рада инсталације важно је не прегревати генератор. Када температура порасте на 65 степени Целзијуса или више, електроде апарата ће бити контаминиране нуспроизводима реакције, због чега ће продуктивност електролизатора опадати. Ако се то још увек десило, онда ће се водоник ћелија морати раставити и налепница уклонити помоћу брусног папира.

И треће, на који посебно стављамо нагласак, је сигурност. Запамтите да мешавина водоника и кисеоника није случајно названа експлозивом. ХХО је опасно хемијско једињење које, ако се неправилно рукује, може проузроковати експлозију. Придржавајте се правила сигурности и будите посебно опрезни приликом експериментирања са водоником. Само у овом случају "цигла" од које је састављен наш Универзум донијет ће топлину и удобност вашем дому.

Сигурносна правила морају се поштовати не само приликом инсталирања водоничног генератора. Приликом састављања и руковања биореактором, такође морате бити изузетно пажљиви, јер је биоплин експлозиван. Прочитајте више о овој врсти инсталације у следећем чланку:хттпс://аффиццхн.цом/отопление/алт_отопление/как-полуцхит-биогаз.хтмл.

Надамо се да је чланак постао извор инспирације за вас, а ви, засучући рукаве, започињете са производњом водоничне ћелије за водоник. Наравно, све наше калкулације нису крајња истина, међутим могу се користити за креирање радног модела генератора водоника. Ако желите да се потпуно пребаците на ову врсту грејања, тада ћете то питање морати детаљније проучити.Можда ће ваша инсталација постати камен темељац, захваљујући којем ће се редистрибуција енергетских тржишта завршити, а јефтина и еколошка топлина ући ће у сваки дом.