Vätegenerator för värmesystemet: vi monterar den befintliga installationen med våra egna händer

Långt borta är de dagar då ett hus kan värmas bara på ett sätt - genom att bränna ved eller kol i kaminen. Moderna värmare använder olika typer av bränsle och upprätthåller samtidigt automatiskt en behaglig temperatur i våra hem. Naturgas, diesel eller eldningsolja, el, solenergi och geotermisk värme - Här är en ofullständig lista över alternativ. Det verkar - leva och glädjas, men bara den ständiga prisökningen på bränsle och utrustning tvingar oss att fortsätta söka efter billiga uppvärmningsmetoder. Och samtidigt ligger en outtömlig energikälla - väte, bokstavligen under våra fötter. Och idag talar vi om hur man använder vanligt vatten som bränsle genom att montera en vätegenerator med våra egna händer.

Enheten och principen för vätegeneratorn

Fabrikens vätegenerator är en imponerande enhet

Att använda väte som bränsle för uppvärmning av ett hus på landet är fördelaktigt inte bara på grund av det höga brännvärdet utan också för att inga skadliga ämnen släpps ut under förbränningen. Som alla kommer ihåg från skolkemikursen, när två väteatomer oxideras (kemisk formel H₂ - Hidrogenium) med en syreatom, en vattenmolekyl bildas. Samtidigt släpps tre gånger mer värme än vid förbränning av naturgas. Vi kan säga att väte inte är lika med andra energikällor, eftersom dess reserver på jorden är outtömliga - världshavet består av 2/3 av det kemiska elementet H₂och i hela universumet är denna gas, tillsammans med helium, det viktigaste "byggnadsmaterialet". Här är bara ett problem - att få ren H₂ det är nödvändigt att dela upp vattnet i dess beståndsdelar, och att göra detta är inte lätt. Under många år har forskare letat efter ett sätt att utvinna väte och bosatte sig på elektrolys.

Systemet för laboratorieelektrolyser

Denna metod för att producera flyktig gas är att två metallplattor anslutna till en högspänningskälla placeras i vatten på kort avstånd från varandra. När kraft appliceras bryter den höga elektriska potentialen bokstavligen vattenmolekylen i dess beståndsdelar och frisätter två väteatomer (HH) och en syreatom (O).Den utvecklade gasen fick sitt namn efter fysiker J. Brown. Dess formel är HHO och brännvärdet är 121 MJ / kg. Brun gas brinner med öppen låga och bildar inga skadliga ämnen. Den huvudsakliga fördelen med detta ämne är att en vanlig panna som arbetar med propan eller metan är lämplig för dess användning. Vi noterar bara att väte i kombination med syre bildar en explosiv blandning, därför kommer ytterligare försiktighetsåtgärder att krävas.

Inställning av brungasanläggning

Generatorn, utformad för att producera brun gas i stora mängder, innehåller flera celler, var och en innehåller många par elektrodplattor. De är installerade i en tät behållare, som är utrustad med ett utloppsrör för gas, plintar för anslutning av ström och en hals för att fylla vatten. Dessutom är installationen utrustad med en säkerhetsventil och en vattenlucka. Tack vare dem elimineras möjligheten till omvänd flamutbredning. Väte brinner bara vid utloppet av brännaren och antänds inte i alla riktningar. En mångfaldig ökning av installationens användbara område tillåter extraktion av brännbara ämnen i mängder som är tillräckliga för olika ändamål, inklusive uppvärmning av bostadslokaler. Bara göra det med en traditionell elektrolysator kommer att vara olönsam. Enkelt uttryckt, om el som används till vätgasproduktion direkt används för att värma ett hus, kommer det att vara mycket mer lönsamt än att värma en panna med väte.

Stanley Meyer vätecell

Vägen ut ur denna situation hittades av den amerikanska forskaren Stanley Meyer. Dess installation använde inte kraftig elektrisk potential, utan strömmar med en viss frekvens. Uppfinningen av den stora fysikern bestod i det faktum att en vattenmolekyl svängde till takten av förändrade elektriska impulser och inträffade i resonans, som nådde en kraft som var tillräcklig för att dela upp den i bestående atomer. För en sådan effekt krävdes strömmar tio gånger lägre än med en konventionell elektrolysmaskin.

Video: Stanley Meyer Fuel Cell

För hans uppfinning, som kunde befria mänskligheten från bondage av oljetyckoner, dödades Stanley Meyer, och hans många års forskning försvann i mitten av ingenstans. Icke desto mindre har enskilda register över forskaren bevarats, på grundval av vilka uppfinnarna i många länder i världen försöker bygga sådana installationer. Och jag måste säga, inte utan framgång.

Fördelar med brun gas som energikälla

• Vattnet från vilket HHO erhålls är en av de vanligaste ämnena på vår planet.
• När denna typ av bränsle förbränns, bildas vattenånga, som kan kondenseras till vätska och återanvändas som råmaterial.
• Vid processen med att bränna explosiv gas bildas inga biprodukter annat än vatten. Vi kan säga att det inte finns någon mer miljövänlig typ av bränsle än brun gas.
• Under drift av ett vätgasvärmesystem frigörs vattenånga i en mängd som är tillräcklig för att bibehålla fuktigheten i rummet på en behaglig nivå.

Du kanske också är intresserad av material om hur du bygger en gasgenerator själv:https://aquatech.tomathouse.com/sv/otoplenie/kotly/gazogenerator-na-drovakh-dlya-otopleniya-doma-svoimi-rukami.html

Applikationsområde

I dag är elektrolysatorn samma bekanta enhet som acetyleneratorn eller plasmaskäraren. Ursprungligen användes vätgeneratorer av svetsare, eftersom det var mycket lättare att transportera en installation som vägde bara några kilogram än att flytta enorma syre- och acetylencylindrar. Samtidigt var enheternas höga energiintensitet inte kritisk - allt bestämdes av bekvämlighet och praktiska. Under de senaste åren har användningen av brun gas gått utöver de vanliga begreppen väte som bränsle för gassvetsmaskiner.I framtiden är teknikens möjligheter mycket stora eftersom användningen av HHO har många fördelar.

• Minskad bränsleförbrukning i fordon. Befintliga vätegeneratorer för fordon tillåter användning av HHO som en tillsats till traditionell bensin, diesel eller gas. På grund av en mer fullständig förbränning av bränsleblandningen kan 20–25% minskning av kolväteförbrukningen uppnås.
• Bränsleekonomi vid värmekraftverk med gas, kol eller eldningsolja.
• Minska toxiciteten och öka effektiviteten i gamla pannhus.
• Flera reduktioner i kostnaden för uppvärmning av bostadshus på grund av att helt eller delvis ersätter traditionella bränslen med brun gas.
• Användning av bärbara installationer för produktion av HHO för hushållsbehov - matlagning, erhållande av varmt vatten etc.
• Utveckling av grundläggande nya, kraftfulla och miljövänliga kraftverk.

En vätgasgenerator byggd med "Water Fuel Cell Technology" av S. Meyer (det var hans avhandlingens namn) kan köpas - många företag i USA, Kina, Bulgarien och andra länder tillverkar dem. Vi föreslår att göra en vätegenerator på egen hand.

Video: Hur man ordnar vätgasvärme

Vad som behövs för att göra en bränslecell hemma

När man börjar tillverka en vätebränslecell är det nödvändigt att studera teorin för processen för bildning av explosiv gas. Detta ger en förståelse för vad som händer i generatoren, kommer att hjälpa till med installation och drift av utrustningen. Dessutom måste du fylla i nödvändiga material, varav de flesta är lätt att hitta i distributionsnätet. När det gäller ritningarna och instruktionerna kommer vi att försöka avslöja dessa problem i sin helhet.

Designa en vätegenerator: diagram och ritningar

En hemmagjord installation för produktion av brun gas består av en reaktor med installerade elektroder, en PWM-generator för deras strömförsörjning, en vattenlucka och anslutande ledningar och slangar. För närvarande finns det flera kretsar av elektrolysatorer som använder plattor eller rör som elektroder. På webben kan du dessutom hitta installationen av den så kallade torra elektrolysen. Till skillnad från den traditionella konstruktionen, i en sådan apparat installeras inga plattor i en behållare med vatten, men vätska matas in i gapet mellan de platta elektroderna. Avvisningen av det traditionella schemat kan avsevärt minska storleken på bränslecellen.

I arbetet kan du använda ritningar och scheman av fungerande elektrolysatorer, som kan anpassas till dina egna förutsättningar.

Val av material för konstruktion av en vätegenerator

För tillverkning av en bränslecell krävs praktiskt taget inga specifika material. De enda svårigheter som kan uppstå är elektroderna. Så vad som måste förberedas innan arbetet påbörjas.

1. Om din design är en "våt" generator, behöver du en förseglad vattentank, som också kommer att fungera som reaktorkärlet. Du kan ta alla lämpliga behållare, huvudkravet är tillräcklig styrka och gastäthet. Naturligtvis när man använder metallplattor som elektroder är det bättre att använda en rektangulär design, till exempel ett försiktigt förseglat fodral från ett gammalt bilbatteri (svart). Om rör används för att producera HHO, är en rymlig behållare från ett hushållsfilter för vattenrening också lämplig.Det bästa alternativet skulle vara att tillverka ett rostfritt stålgenereringshus, till exempel 304 SSL-kvalitet.
   

   Elektrodmontering för en våtgenerator av våt typ

   När du väljer en ”torr” bränslecell behöver du ett ark med plexiglas eller annan transparent plast upp till 10 mm tjocka och O-ringar av teknisk silikon.

2. Rör eller plattor av rostfritt stål. Naturligtvis kan du ta den vanliga "svarta" metallen, men under användning av elektrolysatorn korroderar enkla koljärn snabbt och elektroderna måste ofta bytas. Användningen av kolhaltig metalllegering med krom gör det möjligt för generatoren att arbeta under lång tid. Hantverkare som är involverade i tillverkning av bränsleceller, som länge arbetat med valet av material för elektroderna och bosatte sig på rostfritt stål klass 316 L. Förresten, om rör av denna legering används i konstruktionen, måste deras diameter väljas så att vid installation av en del i den andra mellan dem fanns ett gap på högst 1 mm. För perfektionister ger de exakta måtten:
   - ytterrörets diameter är 25.317 mm;
   - innerrörets diameter beror på tjockleken på det yttre. I vilket fall som helst bör det ge ett mellanrum mellan dessa element som är lika med 0,67 mm.
   

   Vätegeneratordelarnas prestanda beror på hur exakt dess parametrar bestäms

3. PWM-generator. En korrekt monterad elektrisk krets gör att du kan justera strömfrekvensen inom de nödvändiga gränserna, och detta är direkt relaterat till förekomsten av resonansfenomen. Med andra ord, för att starta väteutveckling, kommer det att vara nödvändigt att välja parametrarna för matningsspänningen, varför särskild uppmärksamhet ägnas åt montering av PWM-generatorn. Om du känner till lödjärnet och kan skilja transistorn från dioden, kan den elektriska delen tillverkas oberoende. Annars kan du kontakta en känd elektronisk ingenjör eller beställa tillverkning av en strömförsörjning i en verkstad för reparation av elektroniska enheter.
   

   Växelströmförsörjning, utformad för att ansluta till bränslecellen, kan köpas på nätet. Små privata företag i vårt land och utomlands engagerar sig i tillverkningen.

4. Elektriska ledningar för anslutning. Det kommer att vara tillräckligt med ledare med ett tvärsnitt på 2 kvadratmeter. mm
5. Bubblare. Detta bisarra namn hantverkare kallas den vanligaste vatten slutaren. Du kan använda valfri förseglad behållare för den. Helst bör den vara utrustad med ett tätt passande lock, som, när en gas tänds inuti, omedelbart kommer att rivas av. Dessutom rekommenderas att en avstängning installeras mellan elektrolysatorn och bubblaren, vilket förhindrar att HHO återgår till cellen.
   

   Bubbler design

6. Slangar och beslag. För att ansluta HHO-generatoren behöver du ett transparent plaströr, inlopps- och utloppsbeslag och klämmor.
7. Muttrar, bultar och skruvar. De kommer att behövas för att fästa delarna av cellen vid varandra.
8. Reaktionskatalysator. För att intensifiera bildningen av HHO tillsätts kaliumhydroxid KOH till reaktorn. Detta ämne kan köpas utan problem på webben. För första gången räcker inte mer än 1 kg pulver.
9. Bilsilikon eller annat tätningsmedel.

Observera att polerade rör inte rekommenderas. Tvärtom rekommenderar experter att slipa delarna för att få en matt yta. I framtiden kommer detta att öka produktiviteten för installationen.

Verktyg som krävs i processen

Innan du fortsätter med konstruktionen av bränslecellen ska du förbereda följande verktyg:

• bågsåg för metall;
• borr med en uppsättning borrar;
• uppsättning skiftnycklar;
• plana och slitsade skruvmejslar;
• vinkelslipare ("kvarn") med en inställd cirkel för skärning av metall;
• multimeter och flödesmätare;
• linjal;
• markör.

Om du dessutom är oberoende engagerad i konstruktionen av en PWM-generator behöver du ett oscilloskop och en frekvensmätare för att ställa in den. Inom ramen för denna artikel kommer vi inte att ta upp denna fråga, eftersom tillverkning och konfiguration av en växelströmförsörjning bäst beaktas av specialister i relevanta forum.

Var uppmärksam på artikeln, som visar andra energikällor som kan användas för att utrusta hemvärme:https://aquatech.tomathouse.com/sv/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-energii.html

Instruktion: hur man gör en vätegenerator själv

För tillverkning av en bränslecell tar vi den mest avancerade "torra" elektrolyskretsen med elektroder i form av rostfritt stålplattor. Instruktionerna nedan visar processen för att skapa en vätegenerator från "A" till "Z", så det är bättre att följa handlingssekvensen.

Schemat av bränslecellstypen "torr"

1. Tillverkning av bränslecellshöljet. Eftersom sidoväggarna på ramen är plattor av hårdplatta eller plexiglas, skärs till storleken på den framtida generatorn. Du måste förstå att storleken på enheten direkt påverkar dess prestanda, men kostnaden för att få HHO kommer att vara högre. För tillverkning av en bränslecell är enhetens optimala dimensioner från 150x150 mm till 250x250 mm.
2. I var och en av plattorna borras ett hål under inloppet (utloppet) för vatten. Dessutom behöver du borras i sidoväggen för gasutgång och fyra hål i hörnen för att ansluta reaktorelementen till varandra.
   

   Tillverkning av sidoväggar

3. Med hjälp av en vinkelslipare skärs elektrodplattorna från 316L rostfritt stålplåt. Deras dimensioner bör vara mindre än sidoväggarnas dimensioner med 10 - 20 mm. Dessutom, när du gör varje detalj, är det nödvändigt att lämna ett litet kontaktområde i ett av hörnen. Detta kommer att behövas för att ansluta de negativa och positiva elektroderna i grupper innan de ansluts till matningsspänningen.
4. För att få en tillräcklig mängd HHO måste rostfritt stål behandlas med fint sandpapper på båda sidor.
5. Två hål borras i var och en av plattorna: en borr med en diameter på 6 - 7 mm - för att tillföra vatten in i utrymmet mellan elektroderna och en tjocklek på 8 - 10 mm - för avluftning av brun gas. Borrpunkter beräknas med hänsyn till installationsplatserna för respektive in- och utloppsrör.
   

   Här är en uppsättning delar du behöver förbereda innan du monterar bränslecellen

6. Börja monteringen av generatoren. För att göra detta installeras beslag för vattenförsörjning och gasuttag i hårdplankväggarna. Platserna för deras anslutningar är försiktigt förseglade med bil- eller VVS-tätningsmedel.
7. Därefter installeras tappar i en av de transparenta höljesdelarna, varefter elektroderna läggs.
   

   Elektrodläggning börjar med en tätningsring

   Observera: plattelektrodernas plan måste vara jämnt, annars kommer elementen med till skillnad från laddningar att röra, vilket orsakar en kortslutning!

8. Rostfritt stålplattor separeras från sidoytorna på reaktorn med hjälp av o-ringar, som kan vara tillverkade av silikon, paronit eller annat material. Det är bara viktigt att dess tjocklek inte överstiger 1 mm. Samma delar används som avstånd mellan plattorna. Under installationen, se till att kontaktdynorna på de negativa och positiva elektroderna är grupperade på olika sidor av generatorn.
   

   När du monterar plattorna är det viktigt att orientera utloppsöppningarna korrekt.

9. Efter läggningen av den sista plattan installeras en tätningsring, varefter generatorn stängs med en andra hårdplankvägg, och själva strukturen är fäst med brickor och muttrar. Utför detta arbete, se till att kontrollera enhetligheten i åtdragning och frånvaron av störningar mellan plattorna.
   

   Vid slutlig åtdragning måste sidoväggarnas parallellitet kontrolleras. Detta undviker snedvridningar.

10. Genom att använda polyetenslangar är generatorn ansluten till en vattenbehållare och en bubblare.
11. Elektrodernas kontaktdynor är sammankopplade på något sätt, varefter nätkablarna är anslutna till dem.
    

    Genom att samla in flera bränsleceller och slå på dem parallellt kan du få tillräckligt med brun gas

12. Spänning tillförs bränslecellen från PWM-generatorn, varefter enheten är inställd och justerad för maximal gasutgång HHO.

För att få brun gas i en mängd som är tillräcklig för uppvärmning eller tillagning, installera flera vätgasgeneratorer som arbetar parallellt.

Video: Montering av enheten

Video: Konstruktionen av typen "torr"

Individuella användningsställen

Först vill jag notera att den traditionella metoden att bränna naturgas eller propan i vårt fall inte är lämplig, eftersom förbränningstemperaturen för HHO överskrider de liknande parametrarna för kolväten med mer än tre gånger. Som du själv förstår tål konstruktionsstål inte denna temperatur på länge. Stanley Meyer rekommenderade själv att använda en brännare av en ovanlig design, som vi ger nedan.

Schema för en vätebrännare designad av S. Meyer

Tricket med denna anordning är att HHO (indikerat med 72 i diagrammet) passerar in i förbränningskammaren genom ventilen 35. Den brinnande väteblandningen stiger genom kanal 63 och utför samtidigt utkastningsprocessen och drar utluften genom de justerbara hålen 13 och 70. Under locket 40 kvarhålls en viss mängd förbränningsprodukter (vattenånga), som kommer in i förbränningskolonnen genom kanalen 45 och blandas med den brinnande gasen. Detta gör att du kan sänka förbränningstemperaturen med flera gånger.

Den andra punkten som jag skulle vilja uppmärksamma på är vätskan som bör hällas i installationen. Det är bäst att använda beredd vatten som inte innehåller tungmetallsalter. Det idealiska alternativet är destillatet, som kan köpas i alla bilbutiker eller apotek. För framgångsrik drift av elektrolysatorn tillsättes kaliumhydroxid KOH till vattnet med en hastighet av cirka en matsked pulver per hink vatten.

Under installationen är det viktigt att inte överhettas generatorn. När temperaturen stiger till 65 grader Celsius eller mer, kommer elektroderna i apparaten att förorenas med biprodukter av reaktionen, varför elektrolysatorns produktivitet kommer att minska. Om detta fortfarande händer, måste vätecellen demonteras och plattan tas bort med sandpapper.

Och den tredje, som vi lägger särskild tonvikt på, är säkerhet. Kom ihåg att en blandning av väte och syre inte av misstag kallas explosiv. HHO är en farlig kemisk förening som, om den hanteras felaktigt, kan orsaka en explosion. Följ säkerhetsreglerna och var särskilt försiktig när du experimenterar med väte. Endast i detta fall kommer den "tegelsten" som vårt universum består av att ge värme och komfort till ditt hem.

Säkerhetsreglerna måste följas inte bara vid installation av en vätegenerator. Vid montering och drift av bioreaktorn måste man också vara extremt försiktig eftersom biogas är explosiv. Läs mer om den här typen av installation i följande artikel:https://aquatech.tomathouse.com/sv/otoplenie/alt_otoplenie/kak-poluchit-biogaz.html.

Vi hoppas att artikeln har blivit en inspirationskälla för dig, och att du, rullar upp ärmarna, börjar tillverka en vätebränslecell. Naturligtvis är alla våra beräkningar inte den ultimata sanningen, men de kan användas för att skapa en fungerande modell av en vätegenerator. Om du vill växla till denna typ av uppvärmning måste frågan studeras mer i detalj.Kanske kommer din installation att bli hörnstenen, tack vare vilken omfördelningen av energimarknaderna kommer att sluta, och billig och miljövänlig värme kommer in i varje hem.