Generátor NNO výkresov urobte si sám. Ako si vyrobiť vodíkový generátor pre svoj dom vlastnými rukami: praktické tipy na výrobu a inštaláciu. Video: Ako správne vybaviť vodíkové kúrenie

Moderné spôsoby vykurovania budov a priestorov sú na domácom trhu ponúkané v podobe mnohých možností. Je pochopiteľné, že spotrebitelia si vyberajú tie, ktoré sľubujú maximálnu efektivitu pri minimálnych nákladoch.

Jedným z alternatívnych spôsobov vykurovania miestnosti je použitie vodíkového generátora.

Trochu histórie

Princíp fungovania vodíkovej energie bol zaznamenaný v staroveku. Slávny liečiteľ Paracelsus si pri svojich vedeckých pokusoch všimol, že pri spojení niektorých prvkov vznikajú bubliny, ktoré si vtedy pomýlil so vzduchom. Neskôr sa ukázalo, že išlo o vodík, čo je za určitých podmienok bezfarebný plyn, ktorý má výbušné vlastnosti.

V súčasnosti sa vodík naučil používať na rôzne účely, vrátane vykurovania obytnej budovy alebo akýchkoľvek iných štruktúr. Tieto technológie sa aktívne vyvíjajú a implementujú v mnohých priemyselných odvetviach. Ohrievanie vodíkom, ako inovácia na trhu vedeckého vývoja, už pritiahlo záujem mnohých spotrebiteľov a naďalej si získava na popularite medzi širokou verejnosťou.

Je dokázané, že vodík je považovaný nielen za pomerne bežnú, ale aj ľahko dostupnú látku. Jediným problémom je, že sa musí extrahovať z chemických zlúčenín, najčastejšie vody.

Vlastnosti generátora vodíka

Na základe požiadaviek a kvadratúry súkromnej alebo obecnej budovy je potrebné zvoliť vodíkový horák s optimálnou úrovňou výkonu prispôsobenou potrebám konkrétnej miestnosti. Je potrebné poznamenať, že maximálny možný výkon generátora je 6.

Výroba vodíka, oprávnene uznávaného ako najúspornejší typ paliva, je možná v akomkoľvek množstve. Predpokladom je dostupnosť elektriny, ako aj vody.

Hlavnou úlohou zariadenia je plnohodnotné nezávislé vykurovanie priestorov. Inštalácie na báze vodíka však môžu dokonale doplniť existujúce systémy vykurovania domácností. Je len potrebné zabezpečiť, aby všetky prvky vykurovacieho systému fungovali pri nízkych teplotách.

Tieto jednotky sa tiež používajú na vykurovanie miestnosti s podlahovým vykurovaním, ktoré sa v súčasnosti ľahko montujú vlastnými rukami.

Princíp činnosti zariadenia

Proces tvorby tepla je založený na elektrolýze vody v prostredí nasýtenom katalyzátorom. Hlavnou podmienkou normálnej prevádzky, ako aj bezpečnosti generátora je, že za takýchto podmienok sa voda nerozloží na kyslík a vodík, ktorých kombinácia môže byť výbušná.

Moderné generátory pracujú na produkcii Brownovho plynu. Ide o úplne nevýbušnú látku hnedastého alebo zeleného odtieňa, nazývanú aj vodný plyn. Po vypracovaní a zahriatí na 40 stupňov ide okamžite do spaľovacích komôr, konkrétnejšie do výmenníka tepla. Tam sa mieša so vzduchovo-palivovými článkami.

Hlavnými konštrukčnými prvkami najjednoduchšej vodíkovej jednotky sú potrubia a samotný kotol. Často už nie sú potrebné žiadne technické doplnky alebo dodatočné prvky a prípravky.

To platí aj pre komponenty určené na odstraňovanie produktov spaľovania. V dôsledku fungovania generátora sa do atmosféry uvoľňuje iba para: voda, čistá a úplne bezpečná.

Často sú tieto typy horákov modulárneho dizajnu, pričom každá časť má svoj vlastný katalyzátor, čo zvyšuje celkovú účinnosť systému.

Pokiaľ ide o potrubia pre vodíkový vykurovací systém, je vhodné použiť tie, ktorých priemer je v rozmedzí od 1 do 1,25 palca. Niektoré odchýlky sú povolené, ale najčastejšie sa používajú na vykurovanie domu. Dôležitým pravidlom, ktoré by sa pri inštalácii vykurovacích potrubí nemalo zanedbávať, je, že každá predchádzajúca vetva musí mať väčší priemer ako nasledujúca.

Vlastnosti elektrolytického generátora vodíka

Generátor vodíka na princípe elektrolýzy sa najčastejšie vyrába v kontajnerovom prevedení. Predpokladom na nákup takéhoto zariadenia na vykurovanie je prítomnosť nasledujúcich dokumentov: povolenie od Rostekhnadzor, certifikáty (súlad s GOSTR a hygienické).

Elektrolytický generátor pozostáva z nasledujúcich prvkov:

• blok, ktorý obsahuje transformátor, usmerňovač, spojovacie skrinky a zariadenia, blok na dopĺňanie a demineralizáciu vody;
• zariadenia na oddelenú výrobu vodíka a kyslíka - elektrolyzér;
• systémy na analýzu plynov;
• kvapalinové chladiace systémy;
• systém zameraný na zisťovanie možného úniku vodíka;
• ovládacie panely a automatické riadiace systémy.

Na dosiahnutie čo najefektívnejšieho procesu elektrickej vodivosti sa používajú kvapky lúhu. Nádrž s ním sa dopĺňa podľa potreby, ale najčastejšie sa to stáva asi 1 krát za rok.
Akékoľvek elektrolytické generátory priemyselného typu sú vyrábané na základe európskych environmentálnych a bezpečnostných noriem.

Experimentálne bolo dokázané, že nákup vodíkového elektrolytického generátora je oveľa výhodnejší ako bežný nákup plynu. Takže na výrobu 1 kubického metra plynu z vodíka a kyslíka je potrebných len asi 3,5 kW elektrickej energie a pol litra demineralizovanej vody.

Výhody použitia vodíkovej jednotky

Zariadenie priťahuje mnohých z nasledujúcich dôvodov:

• Účinnosť je asi 90%, technika konkuruje najpokročilejším výdobytkom vedy a techniky súvisiacej s vykurovaním akéhokoľvek domu.
• Na dosiahnutie tepla nie je potrebné používať plameň. Celý proces je založený na chemických reakciách s katalyzátormi.
• Absolútna neškodnosť zariadenia.
• Vodíkové generátory sú zdroje čistej energie, ktoré sa nedajú vyčerpať.
• Využitie vodíka ako hlavného zdroja tepla minimalizuje potrebu neustáleho využívania fosílnych zdrojov, ktorých náklady na ťažbu sú mnohonásobne vyššie ako náklady na výrobu tepla z vodíka.
• Dokonalá nehlučnosť jednotky. Inštalácia zariadenia nevyžaduje samostatné komíny.

Negatívne aspekty vykurovania budov vodíkovým typom

Spravodlivo stojí za to zdôrazniť niektoré nevýhody tohto spôsobu vykurovania:

• nebezpečenstvo výbuchu, ktoré môže byť vyvolané nesprávnou prevádzkou jednotky;
• nedostatočná prevalencia vodíkových zariadení na ruskom trhu, ktorá je sprevádzaná problémami s inštaláciou alebo nákupom zariadení;
• nedostatok odborníkov a servisných majstrov schopných certifikovať alebo vykonávať servis vykurovacích zariadení tejto triedy.

Je možné nezávisle vytvoriť generátor vodíka?

Je lepšie neriskovať, pretože takýto proces je spojený nielen s potrebou poznať zložitosť technológie a chémie, ale vyžaduje si aj správne dodržiavanie bezpečnostných pravidiel. Ale inštalácia zariadenia vlastnými rukami je možná. Na to stačí postupovať podľa pokynov a nepovoliť amatérske vystupovanie.

Vykurovanie každého domu by malo zabezpečiť nielen komfortné bývanie pre človeka, ale aj ekologickú čistotu prostredia. To je dosiahnuté vďaka tomu, že po spaľovaní vodíka nevznikajú žiadne škodlivé zlúčeniny.

V západných krajinách si vykurovanie vodíkovými generátormi získalo široké uznanie a ekonomické opodstatnenie. Ak sa podobná metóda zakorení v Rusku, výrazne zvýši účinnosť vykurovania s minimálnymi nákladmi na zdroje.

V súvislosti s neustálym rastom cien energií sa ľudia začínajú zaujímať o alternatívne zdroje tepla. Moderným spôsobom vykurovania domácnosti je vykurovanie vodíkom pomocou špeciálneho generátora. Odborníci často navrhujú inštaláciu takéhoto vykurovacieho systému a niektorí remeselníci vám dokonca povedia, ako ho zostaviť sami.

Charakteristika vodíka

Vodík je látka s jedinečnými vlastnosťami. Bezfarebný a neviditeľný plyn, v pevnom a kvapalnom stave nemá absolútne žiadnu hmotnosť. Vodík je najrozšírenejšou látkou na planéte a neobsahuje žiadne toxíny. Ak ju zmiešate s okolitým vzduchom, vlastnosti výslednej zmesi sa zachovajú veľmi dlho a pri kontakte s ohňom dôjde k vznieteniu.

Vedci a inžinieri klasifikujú vodík ako výbušný plyn kvôli jeho horľavosti. Preto sa skladuje v špeciálnych utesnených valcoch vyrobených z legovanej ocele. Napriek zvýšenej výbušnosti, Vodík sa aktívne používa v rôznych sférach ľudského života:

Používanie vodíka namiesto zemného plynu, uhlia a ropy je v poslednom čase čoraz populárnejšie. Je to spôsobené tým, že ťažba takéhoto paliva je oveľa lacnejšia, pretože na jeho získanie je potrebná len voda a elektrina.

Princíp činnosti generátora

Generátor vodíka na vykurovanie súkromného domu je skvelý spôsob, ako ušetriť peniaze, ale do inštalácie budete musieť veľa investovať. Samozrejme, môžete si kúpiť hotový dizajn. Priemerná cena má náklady asi 50 tisíc rubľov. Nie je však nezvyčajné, že majitelia jednoducho prispôsobia svoje staré zariadenie na spracovanie vodíkového paliva.

Ak chcete vytvoriť účinnú vodíkovú elektráreň na vykurovanie domu vlastnými rukami, musíte pochopiť, z akého paliva sa vyrába a na akom princípe zariadenie funguje. Existuje niekoľko spôsobov extrakcie vodíka:

• s pomocou rafinácie ropy (krakovanie);
• prechodom pary cez uhoľný koks;
• extrakcia z metánu.

Všetky tieto technológie sa najčastejšie používajú v priemyselnom meradle a na zabezpečenie domova teplom si vyberajú najjednoduchší a najdostupnejší spôsob - elektrolýzu.

Vodík vo vykurovaní domu

Elektrolýza je technika, pri ktorej cez vodný roztok nasýtený soľou prechádza konštantný elektrický prúd. V dôsledku toho dochádza k chemickej reakcii, ktorá spočíva v štiepení látky. Túto reakciu možno presnejšie opísať pomocou rovnice 2NaCl + 2H20→2NaOH + Cl2 + H2.

Teplo uvoľnené pri spaľovaní vodíka je takzvaný elektrolyzér, teda vodíkové palivo na vykurovanie.

Konštrukcia prístroja NNO

Ak je zariadenie zostavené ručne, potom okrem výmenníka tepla budete potrebovať katalyzátory na optimalizáciu chemickej reakcie, horák na spaľovanie vodíka a potrubie.

Horák je umiestnený v peci a je zodpovedný za ohrev systému. Pomocou rúrok, ktorých odporúčaný priemer je od 25 do 32 mm, sa kotol pripojí k prívodu vody. Pre prácu je tiež potrebné pripojiť kotol k elektrickej sieti, pretože je to jediný spôsob, ako vykonať elektrolýzu. Samozrejme, postaviť kotol na vykurovanie vodíkom vlastnými rukami bude finančne oveľa príjemnejšie, no treba počítať s tým, že podomácky vyrobený generátor HNO je menej skladný ako továrenský.

Domáce generátory majú jednoduchší dizajn ako priemyselné. Preto nevyrábajú čistý vodík, ale takzvaný Brownov plyn – zmes kyslíka a vodíka. To je praktickejšie, okrem toho sa výsledný plyn okamžite spáli. Je to ešte lepšie, pretože skladovať ho niekde je dosť problematické.

Generátor vodíka (BEZ ELEKTRINY), ako to urobiť sami

Prototyp

Predtým, ako začnete s prestavbou existujúceho vykurovacieho systému na vodný kotol vlastnými rukami, mali by ste vytvoriť skúšobnú vzorku. Tento model umožní pochopiť fungovanie systému ako celku a tiež pomôže pochopiť, či stojí za to vyrobiť vodíkový generátor na vykurovanie obytnej budovy na vlastnú päsť. Na vytvorenie experimentálneho modelu elektrolytického článku sú potrebné nasledujúce komponenty:

• reaktor - nádoba vyrobená zo skla alebo plastu s hrubými stenami;
• kovové elektródy, ktoré budú spustené do vody a pripojené k zdroju energie;
• nádrž na vodný roztok;
• trubica na výstup plynu.

Napätie je privádzané do elektród, ktoré sú ponorené vo vode, z nastaviteľného zdroja. Doma, aby sa zlepšila reakcia, sa do vody pridáva trochu soli.

V dôsledku reakcie sa z katódy uvoľní vodík a z anódy kyslík. Plyny potom vstupujú do vodného uzáveru, v ktorom dochádza k oddeleniu vodnej pary. Výbušný plyn sa dodáva z druhej nádrže, kde sa spaľuje za vzniku vody.

Doma je možné vytvoriť dizajn vodíkového sporáka pomocou improvizovaných materiálov. Potrebujete na to len dve plastové nádoby, tucet skrutiek a lekárske kvapkadlo. Urobiť takýto dizajn nebude ťažké, navyše je tento proces podrobne opísaný na akomkoľvek profile profilu venovanom vodíkovému ohrevu. Ide o najprimitívnejší model, takže jeho výkon bude extrémne nízky.

Ale generátor má aj významné nevýhody. Na jeho inštaláciu budete musieť výrazne zmeniť existujúci vykurovací systém alebo demontovať kachle. Navyše továrenské zariadenia majú veľmi vysoké náklady, vďaka čomu majitelia domov vytvárajú generátor vodíka vlastnými rukami. Existujú ďalšie dôležité detaily, a to:

• plyn určený na ohrev patrí do kategórie výbušnín, je veľmi horľavý, únik nemožno určiť;
• teplota spaľovania je veľmi vysoká, preto je potrebné starostlivo skontrolovať všetky zariadenia;
• na zlepšenie výkonu generátora HHO je potrebná každoročná výmena katalyzátora.

Kúrenie vodíkom! Malý stojan.

Pred inštaláciou je potrebné dobre zvážiť klady a zápory a až potom demontovať existujúce zariadenie. Najlepšie je vyhľadať pomoc od špecialistov, pretože inštalácia vodíkových generátorov na vykurovanie obytných budov nie je ľahká úloha a zariadenie musí byť vyrobené kvalitne a technicky správne.

Vodíkový kotol je domáce vykurovacie zariadenie, ktoré využíva vodíkový plyn ako palivo. Keďže sa tento plyn v prírode v čistej forme nevyskytuje, vodíkové kotly sú vybavené špeciálnym zariadením na výrobu vodíka z destilovanej vody.

Vodíkový kotol na vykurovanie súkromného domu je jedným z riešení, ktoré dnes priťahujú veľkú pozornosť. Na „poliach“ internetu nájdete množstvo ponúk, ktoré majiteľom takýchto zariadení sľubujú obrovské výhody, napríklad radikálne zníženie „účtov za kúrenie“. Je to naozaj tak a čo všetko moderný vodíkový kotol pre domácnosť dokáže a čo nie, si prečítajte v našej recenzii.

Mýtus, že vodíkový kotol je najhospodárnejší spôsob vykurovania domu

Často môžete počuť, že vodíkový kotol je najúspornejším spôsobom vykurovania súkromného domu. Zvyčajne sa na odôvodnenie tejto tézy uvádza vysoká výhrevnosť vodíka - viac ako 3-krát vyššia ako výhrevnosť zemného plynu. Z toho vyplýva jednoduchý záver - vykurovať dom vodíkom je výhodnejšie ako plynom.

Niekedy sa ako argument pre efektívnosť vodíkového kotla uvádza takzvaný „hnedý plyn“ alebo zmes atómov vodíka a kyslíka (HHO), ktorý pri spaľovaní uvoľňuje ešte viac tepla a na ktoré „vyspelé kotly“ prevádzkovať. Potom ospravedlňovanie efektívnosti jednoducho končí a ponecháva príležitosť pre fantáziu laika kresliť krásne obrázky pod všeobecným názvom „vykurovanie takmer za nič“. Len si pomyslite – vodík horí „teplejšie“ a získava sa z prakticky voľnej vody, skutočný prínos!

Fantáziu podporujú aj novinky o stále rastúcej vodíkovej alternatíve k tradičným. Povedzme, že ak autá „jazdia“ na vodík, potom je vodíkový kotol skutočne užitočnou záležitosťou.

Ale v skutočnosti sú veci trochu komplikovanejšie. Ak by bol čistý vodík prvkom ľahko dostupným v prírode, všetko by bolo tak, alebo takmer tak, bolo. Faktom ale je, že čistý vodík sa na Zemi nevyskytuje – iba vo viazanej forme, napríklad vo forme vody. Vodík sa preto v praxi musí najskôr odniekiaľ získať, navyše pomocou energeticky náročných chemických reakcií.

Odkiaľ pochádza čistý vodík?

Poznámka pre majiteľa

"Aby niektorí výrobcovia vodíkových kotlov upozornili na svoje produkty, uvádzajú vo svojich zariadeniach odkazy na akýsi "tajný katalyzátor" alebo na použitie "Brownovho plynu".

Napríklad môžete extrahovať vodík z metánu, kde sú až 4 atómy vodíka! Len tu, prečo? Metán je sám o sebe horľavý plyn, prečo mrhať ďalšou energiou na výrobu čistého vodíka? Kde je energetická účinnosť? Preto sa vodík získava najčastejšie z vody, ktorá, ako každý vie, nemôže horieť, a to elektrolýzou. Vo svojej najvšeobecnejšej forme možno túto metódu opísať ako štiepenie molekúl vody na vodík a kyslík pôsobením elektriny.

Elektrolýza je už dlho známa a široko používaná na výrobu čistého vodíka. V praxi sa ani jeden priemyselný vodíkový kotol zatiaľ v žiadnom prípade nezaobíde bez elektrolýzy alebo elektrolyzéra. Všetko by bolo v poriadku, ale táto inštalácia vyžaduje elektrinu. Takže vodíkový kotol musí nevyhnutne spotrebovať energiu. Otázkou je, aké sú tieto náklady na energiu?

Všetky reči o „výhrevnosti“ vodíka nás trochu odvádzajú od tohto problému, no medzitým je to najdôležitejšie. Takže vodíkový kotol môže byť ziskový v jedinom prípade - tepelná energia ním vyrobená musí byť vyššia ako energia spotrebovaná kotlom.

Energetická účinnosť vodíkového kotla

Aby sme pochopili, či „na výstupe“ kotla získame viac energie, ako bolo vynaložené, stačí sa bližšie pozrieť na molekulu vody - má dva atómy vodíka a jeden kyslík, ktoré sú navzájom tesne spojené. Na prerušenie tohto spojenia je potrebné „priložiť“ pomerne veľa energie a práve to robí elektrolyzér na úkor elektriny. Výsledkom je zmes vodíka a kyslíka, ktoré majú potenciálnu (doslova rozpustenú) energiu a ktorá sa môže v dôsledku spaľovacieho procesu uvoľniť a poskytnúť domu teplo. Aby sme pochopili, koľko energie sa získa spaľovaním, stojí za to bližšie sa pozrieť na to, čo sa získa v dôsledku spaľovania. A dostaneme ... rovnakú vodu, ktorú sme rozdelili na atómy.

V skutočnosti po všetkých týchto manipuláciách v najlepšom prípade dostaneme presne toľko energie, koľko sa minulo na oddelenie pôvodnej molekuly vody. Odvtedy sme opustili vodu a prišli sme k vode. Ale to je v ideálnom prípade, keď v skutočnosti neexistujú žiadne nevyhnutné straty. Tie. aj v ideálnom prípade koľko elektriny minieme, koľko tepla získame.

Výrobca udáva prítomnosť „tajného“ katalyzátora

Tiež nie je kam vziať ďalšie molekuly vody na štiepenie - koľko bolo rozdelených najskôr, toľko neskôr spojíme pri spaľovaní zmesi vodíka a kyslíka. Opäť mínus straty. Okrem toho nesmieme zabúdať, že vodíkový kotol je poháňaný destilovanou vodou, na výrobu ktorej sa tiež spotrebúva energia. Ako je možné vidieť voľným okom, účinnosť vodíkového kotla nemôže byť vysoká.

Potom vzniká logická otázka - prečo všetky tieto ťažkosti so štiepením, ak existujú zariadenia, ktoré priamo premieňajú elektrinu na teplo a sú nazývané? Ak jednoducho ohrievate vodu pomocou elektrickej energie, všetka táto energia sa minie na ohrev vody prakticky bez strát - ukazuje sa, že je to výhodnejšie ako elektrolýznym rozkladom a následným „obnovením“ vody spaľovaním zmesi vodíka a kyslíka. so súvisiacimi stratami.

Porovnanie vodíkového kotla s inými vykurovacími zariadeniami

Ako viete, elektrický kotol sa považuje za najefektívnejšie vykurovacie zariadenie, inými slovami, náklady na teplo vyrobené týmto zariadením budú najdrahšie.

Porovnanie vykurovania tepelným čerpadlom s inými spôsobmi.

Ako sme už zistili, vykurovanie pomocou vodíkového kotla je efektívnejšie ako elektrické. Pravda, svet nestojí. Je celkom možné, že príde deň, keď používanie moderných technológií umožní znížiť náklady na stovky domácich procesov a vykurovanie pomocou vodíkového kotla alebo jeho analógov bude skutočne ziskové.

Perspektívy využitia vodíkových kotlov

Prečo sa vo všeobecnosti oplatí hovoriť o vodíkových kotloch ako o sľubnom spôsobe vykurovania súkromného domu? Všetko je to o celosvetovom trende prechodu na „zelené“ technológie a rastúcom dopyte po takýchto technológiách. Vodíkový kotol je nepopierateľne „číslo jeden“ v zozname najekologickejších riešení v odbore.

Po prvé, počas prevádzky sa nevytvára oxid uhličitý - „hlavná pohroma“ zariadení pracujúcich na uhľovodíkových palivách: plyn, kvapalné a tuhé palivá.

Po druhé, pretože Produktom spaľovania vo vodíkovom kotli je čistá voda, na svoju prevádzku nepotrebuje vetranie ani zariadenia na odstraňovanie splodín horenia. Čo si zase môže vyžadovať dodatočnú energiu na zabezpečenie ich práce. A potrebujú len viac miesta v dome. To znamená, že inštaláciou vodíkového kotla môžete ušetriť na ploche kotolne.

Poznámka pre majiteľa

"Dnes buď veľmi bohatí ľudia, alebo zarytí optimisti riskujú inštaláciu vodíkového kotla na vykurovanie svojich domovov."

Po tretie, vodná para uvoľnená v dôsledku spaľovania vodíka zvlhčuje priestory domu.

Ale čo je najdôležitejšie, vodíkový kotol je dobre kombinovaný s generátormi elektriny poháňanými obnoviteľnými zdrojmi energie (OZE) a majú výrazne periodický charakter práce. Napríklad s veternými turbínami a zariadeniami poháňanými bioplynom. V tomto prípade - počas špičkových režimov - môžu generátory obnoviteľnej energie vyrábať vodík pomocou elektrolýzy, ktorý sa neskôr použije ako palivo pre kotol. Priame pripojenie týchto generátorov k sieti bude vyžadovať použitie ďalších drahých zariadení.

Jedno z videí, kde sú popísané "výhody" vodíkového kotla

S rozvojom technológií sa dá lacná energia z obnoviteľných zdrojov „premeniť“ na vodík, ako sa to už deje v priemyselných závodoch. Ale zatiaľ buď veľmi bohatí ľudia alebo zarytí optimisti riskujú inštaláciu vodíkového kotla na vykurovanie svojich domovov.

Využitie vodíka ako zdroja energie na vykurovanie domu je veľmi lákavá predstava, pretože jeho výhrevnosť (33,2 kW / m3) je viac ako 3-krát vyššia ako u zemného plynu (9,3 kW / m3). Teoreticky, na extrakciu horľavého plynu z vody a jeho následné spálenie v kotle je možné použiť na vykurovanie vodíkový generátor. Čo z toho môže pochádzať a ako vyrobiť takéto zariadenie vlastnými rukami, bude popísané v tomto článku.

Princíp činnosti generátora

Vodík ako nosič energie skutočne nemá obdobu a jeho zásoby sú prakticky nevyčerpateľné. Ako sme už povedali, pri spaľovaní uvoľňuje obrovské množstvo tepelnej energie, neporovnateľne viac ako akékoľvek uhľovodíkové palivo. Namiesto škodlivých zlúčenín vypúšťaných do atmosféry pri použití zemného plynu vzniká spaľovaním vodíka obyčajná voda vo forme pary. Jeden problém: tento chemický prvok sa v prírode nevyskytuje vo voľnej forme, iba v kombinácii s inými látkami.

Jednou z týchto zlúčenín je obyčajná voda, čo je úplne oxidovaný vodík. Mnoho vedcov pracuje na jeho rozdelení na základné prvky už mnoho rokov. Nedá sa povedať, že by to bolo neúčinné, pretože technické riešenie na separáciu vody sa predsa len našlo. Jeho podstata spočíva v chemickej reakcii elektrolýzy, v dôsledku ktorej sa voda štiepi na kyslík a vodík, výsledná zmes sa nazývala výbušný plyn alebo Brownov plyn. Nižšie je schéma vodíkového generátora (elektrolyzéra) poháňaného elektrickou energiou:

Elektrolyzéry sú sériovo vyrábané a určené pre práce s plynovým plameňom (zváracie). Prúd určitej sily a frekvencie sa aplikuje na skupiny kovových dosiek ponorených do vody. V dôsledku prebiehajúcej elektrolýzy sa uvoľňuje kyslík a vodík zmiešaný s vodnou parou. Na jeho oddelenie sa plyny vedú cez separátor, po ktorom sa privádzajú do horáka. Aby sa predišlo spätnému rázu a výbuchu, je na prívode nainštalovaný ventil, ktorý umožňuje palivu prechádzať iba jedným smerom.

Na kontrolu hladiny vody a včasné dopĺňanie poskytuje konštrukcia špeciálny snímač, na signál ktorého sa voda vstrekuje do pracovného priestoru elektrolyzéra. Pretlak vo vnútri nádoby je monitorovaný núdzovým spínačom a poistným ventilom. Údržba generátora vodíka spočíva v pravidelnom pridávaní vody a to je všetko.

Vodíkové vykurovanie: mýtus alebo realita?

Zvárací generátor je v súčasnosti jedinou praktickou aplikáciou na elektrolytické delenie vody. Nie je vhodné ho používať na vykurovanie domu a tu je dôvod. Náklady na energiu pri práci s plynovým plameňom nie sú také dôležité, hlavná vec je, že zvárač nemusí nosiť ťažké fľaše a hrať sa s hadicami. Ďalšia vec je vykurovanie domu, kde sa počíta každý cent. A tu vodík stráca na všetky v súčasnosti existujúce druhy paliva.

Dôležité. Náklady na elektrickú energiu na oddelenie paliva od vody elektrolýzou budú oveľa vyššie, ako sa výbušný plyn môže uvoľniť pri spaľovaní.

Sériové generátory na zváranie stoja veľa peňazí, pretože používajú katalyzátory elektrolýzy, medzi ktoré patrí platina. Generátor vodíka si môžete vyrobiť vlastnými rukami, ale jeho účinnosť bude ešte nižšia ako v továrni. Určite sa vám podarí získať horľavý plyn, ale je nepravdepodobné, že to bude stačiť na vykurovanie aspoň jednej veľkej miestnosti, nieto celého domu. A ak bude dosť, budete musieť zaplatiť báječné účty za elektrinu.

Namiesto trávenia času a úsilia na získanie bezplatného paliva, ktoré a priori neexistuje, je jednoduchšie vyrobiť jednoduchý elektródový kotol vlastnými rukami. Môžete si byť istí, že týmto spôsobom spotrebujete oveľa menej energie s väčším úžitkom. Domáci majstri - nadšenci si však môžu vždy vyskúšať a zostaviť elektrolyzér doma, aby mohli experimentovať a všetko vidieť na vlastné oči. Jeden z týchto experimentov je zobrazený vo videu:

Ako vyrobiť generátor

Množstvo internetových zdrojov publikuje rôzne schémy a výkresy generátora na výrobu vodíka, ale všetky fungujú na rovnakom princípe. Dáme vám do pozornosti nákres jednoduchého zariadenia, prevzatého z populárno-náučnej literatúry:

Elektrolyzér je tu skupina kovových dosiek zoskrutkovaných dohromady. Medzi nimi sú inštalované izolačné rozpery, extrémne hrubé dosky sú tiež vyrobené z dielektrika. Z armatúry namontovanej na jednej z dosiek je rúrka na prívod plynu do nádoby s vodou a z nej do druhej. Úlohou nádrží je oddeľovať parnú zložku a akumulovať zmes vodíka a kyslíka, aby bola dodávaná pod tlakom.

Poradenstvo. Elektrolytické dosky generátora musia byť vyrobené z nehrdzavejúcej ocele legovanej titánom. Bude slúžiť ako dodatočný katalyzátor štiepiacej reakcie.

Dosky, ktoré slúžia ako elektródy, môžu mať akúkoľvek veľkosť. Musíme však pochopiť, že výkon zariadenia závisí od ich povrchu. Čím viac elektród môžete v procese použiť, tým lepšie. Zároveň však bude súčasná spotreba vyššia, s tým treba počítať. Na konce dosiek sú prispájkované drôty vedúce k zdroju elektrickej energie. Aj tu je pole pre experimenty: na elektrolyzér môžete použiť rôzne napätia pomocou nastaviteľného zdroja napájania.

Ako elektrolyzér môžete použiť plastovú nádobu z vodného filtra tak, že do nej umiestnite elektródy z nerezových rúrok. Produkt je pohodlný v tom, že je ľahké ho utesniť pred okolím, pričom trubica a vodiče vedú cez otvory v kryte. Ďalšou vecou je, že tento domáci generátor vodíka má nízky výkon kvôli malej ploche elektród.

Záver

V súčasnosti neexistuje žiadna spoľahlivá a efektívna technológia, ktorá by umožňovala realizovať vodíkové vykurovanie súkromného domu. Tie generátory, ktoré sú komerčne dostupné, možno úspešne použiť na spracovanie kovov, ale nie na výrobu paliva pre kotol. Pokusy o organizáciu takéhoto vykurovania povedú k prekročeniu elektrickej energie, nepočítajúc náklady na vybavenie.

Vodík je takmer ideálnym druhom paliva, problémom však je, že sa na našej planéte nachádza len vo forme zlúčenín s inými chemickými prvkami. Podiel „čistej“ hmoty v atmosfére nie je väčší ako 0,00005 %. Vzhľadom na takúto realitu sa otázka generátora vodíka stáva aktuálnou. Zvážte princíp fungovania takéhoto zariadenia, jeho konštrukčné vlastnosti, rozsah a možnosť vlastnej výroby.

Popis a princíp činnosti generátora vodíka

Existuje niekoľko spôsobov extrakcie vodíka z iných látok, uvádzame najbežnejšie:

1. Elektrolýza, táto technika je najjednoduchšia a môže byť realizovaná doma. Vodným roztokom obsahujúcim soľ prechádza konštantný elektrický prúd, pod jeho vplyvom dochádza k reakcii, ktorú možno opísať nasledujúcou rovnicou: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2. V tomto prípade je uvedený príklad pre roztok bežnej kuchynskej soli, čo nie je najlepšia možnosť, pretože uvoľnený chlór je toxická látka. Všimnite si, že vodík získaný touto metódou je najčistejší (asi 99,9 %).
2. Prechodom vodnej pary cez uhoľný koks zahriaty na teplotu 1000 °C prebieha za týchto podmienok reakcia: H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
3. Extrakcia metánu parným reformovaním (nevyhnutnou podmienkou pre reakciu je teplota 1000°C): CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2 . Druhou možnosťou je oxidácia metánu: 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2.
4. V procese krakovania (rafinácie ropy) sa ako vedľajší produkt uvoľňuje vodík. Všimnite si, že u nás sa spaľovanie tejto látky stále praktizuje v niektorých rafinériách z dôvodu nedostatku potrebného vybavenia alebo dostatočného dopytu.

Z uvedených možností je posledná najlacnejšia a prvá je najdostupnejšia, je to on, kto je základom väčšiny generátorov vodíka vrátane domácich. Princíp ich činnosti spočíva v tom, že v procese prechodu prúdu cez roztok priťahuje kladná elektróda záporné ióny a elektróda s opačným nábojom kladné ióny, v dôsledku čoho sa látka rozdeľuje.

Konštrukčné vlastnosti a usporiadanie generátora vodíka

Ak prakticky neexistujú žiadne problémy so získavaním vodíka, potom je jeho preprava a skladovanie stále naliehavou úlohou. Molekuly tejto látky sú také malé, že dokážu preniknúť aj do kovu, čo predstavuje určité bezpečnostné riziko. Skladovanie v absorbovanej forme zatiaľ nie je vysoko nákladovo efektívne. Najoptimálnejšou možnosťou je preto výroba vodíka bezprostredne pred jeho použitím vo výrobnom cykle.

Na tento účel sa vyrábajú priemyselné zariadenia na výrobu vodíka. Spravidla ide o elektrolyzéry membránového typu. Zjednodušený dizajn takéhoto zariadenia a princíp činnosti sú uvedené nižšie.

Označenia:

• A - trubica na odstraňovanie chlóru (Cl 2).
• B - odstránenie vodíka (H 2).
• C je anóda, na ktorej prebieha nasledujúca reakcia: 2CL - →CL 2 + 2е - .
• D je katóda, reakciu na nej možno opísať nasledujúcou rovnicou: 2H 2 O + 2e - → H 2 + OH -.
• E - roztok vody a chloridu sodného (H 2 O & NaCl).
• F - membrána;
• G - nasýtený roztok chloridu sodného a tvorba lúhu sodného (NaOH).
• H - odstránenie soľanky a zriedeného lúhu sodného.
• I - vstup nasýtenej soľanky.
• J - kryt.

Konštrukcia generátorov pre domácnosť je oveľa jednoduchšia, keďže väčšina z nich nevyrába čistý vodík, ale Brownov plyn. Toto je názov pre zmes kyslíka a vodíka. Táto možnosť je najpraktickejšia, pretože nie je potrebné oddeľovať vodík a kyslík, je možné výrazne zjednodušiť dizajn, a preto ho zlacniť. Okrem toho sa výsledný plyn pri jeho výrobe spaľuje. Držať a hromadiť ho doma je nielen problematické, ale aj nebezpečné.

Označenia:

• a - Brownova výstupná trubica plynu;
• b - rozdeľovač prívodu vstupnej vody;
• c - utesnené puzdro;
• d - blok elektródových dosiek (anódy a katódy), medzi ktorými sú inštalované izolátory;
• e - voda;
• f - snímač hladiny vody (pripojený k riadiacej jednotke);
• g - filter na separáciu vody;
• h je napájanie dodávané elektródam;
• i - snímač tlaku (po dosiahnutí prahovej úrovne odošle signál riadiacej jednotke);
• j - poistný ventil;
• k - výstup plynu z poistného ventilu.

Charakteristickým znakom takýchto zariadení je použitie elektródových blokov, pretože nie je potrebné oddeľovať vodík a kyslík. Vďaka tomu sú generátory pomerne kompaktné.

Aplikácie generátora vodíka

Kvôli problémom spojeným s prepravou a skladovaním vodíka sú takéto zariadenia žiadané v odvetviach, kde si prítomnosť tohto plynu vyžaduje technologický cyklus. Uvádzame hlavné smery:

1. Výroba súvisiaca so syntézou chlorovodíka.
2. Výroba paliva pre raketové motory.
3. Tvorba hnojív.
4. Výroba nitridu vodíka (amoniak).
5. Syntéza kyseliny dusičnej.
6. V potravinárskom priemysle (na získanie tuhých tukov z rastlinných olejov).
7. Spracovanie kovov (zváranie a rezanie).
8. Reštaurovanie kovov.
9. Syntéza metylalkoholu
10. Výroba kyseliny chlorovodíkovej.

Napriek tomu, že výroba vodíka v procese rafinácie ropy je lacnejšia ako jeho výroba elektrolýzou, ako už bolo spomenuté vyššie, existujú ťažkosti s prepravou plynu. Environmentálna situácia nie vždy umožňuje postaviť nebezpečné chemické výrobné zariadenia priamo pri ropných rafinériách. Vodík vyrobený elektrolýzou je navyše oveľa čistejší ako krakovanie ropy. V tomto ohľade sú priemyselné generátory vodíka vždy veľmi žiadané.

domáce použitie

Vodík má využitie aj v každodennom živote. V prvom rade ide o autonómne vykurovacie systémy. Ale tu sú niektoré funkcie. Zariadenia na čistý vodík sú podstatne drahšie ako Brownove plynové generátory a dokonca si ich môžete postaviť sami. Pri organizovaní vykurovania domu je však potrebné vziať do úvahy, že teplota spaľovania Brownovho plynu je oveľa vyššia ako teplota metánu, takže je potrebný špeciálny kotol, ktorý je o niečo drahší ako zvyčajne.

Na internete nájdete veľa článkov, ktoré hovoria, že bežné kotly sa dajú použiť na výbušný plyn, ale to je absolútne nemožné. V lepšom prípade rýchlo zlyhajú a v horšom môžu spôsobiť smutné až tragické následky. Pre Brownovu zmes sú k dispozícii špeciálne dizajny s tepelne odolnejšou tryskou.

Treba poznamenať, že ziskovosť vykurovacích systémov založených na vodíkových generátoroch je veľmi otázna z dôvodu nízkej účinnosti. V takýchto systémoch dochádza k dvojitým stratám, po prvé v procese tvorby plynu a po druhé, keď sa voda ohrieva v kotle. Lacnejšie je hneď ohrievať vodu v elektrickom bojleri na vykurovanie.

Rovnako kontroverzná implementácia pre domáce použitie, v ktorej sa Brownov plyn obohacuje o benzín v palivovom systéme motora automobilu, aby sa ušetrili peniaze.

Označenia:

• a - generátor HHO (akceptované označenie pre Brownov plyn);
• b - výstup plynu do sušiacej komory;
• c - oddelenie na odstraňovanie vodnej pary;
• d - návrat kondenzátu do generátora;
• e - prívod vysušeného plynu do vzduchového filtra palivového systému;
• f - motor automobilu;
• g - pripojenie k batérii a generátoru energie.

Treba poznamenať, že v niektorých prípadoch takýto systém dokonca funguje (ak je správne zostavený). Nenájdete tu ale presné parametre, príkon, percento úspory. Tieto údaje sú veľmi rozmazané a ich spoľahlivosť je otázna. Opäť nie je jasné, o koľko sa zníži zdroj motora.

Dopyt však vytvára ponuky, na internete nájdete podrobné výkresy takýchto zariadení a pokyny na ich pripojenie. Nechýbajú ani hotové modely vyrobené v krajine vychádzajúceho slnka.

Krok za krokom vyrábame najjednoduchší generátor vodíka vlastnými rukami

Povedzme si, ako si môžete vyrobiť domáci generátor na výrobu zmesi vodíka a kyslíka (HHO). Jeho kapacita na vykurovanie domu nestačí, ale pre plynový horák na rezanie kovu bude množstvo prijatého plynu dostatočné.

Označenia:

• a - tryska horáka;
• b - rúrky;
• c - vodné zámky;
• d - voda;
• e - elektródy;
• f - zapečatené puzdro.

Najprv si vyrobíme elektrolyzér, na to potrebujeme zapečatenú nádobu a elektródy. Ako posledné používame oceľové platne (ich veľkosť volíme ľubovoľne v závislosti od požadovaného výkonu), pripevnené k dielektrickej základni. Spojíme dohromady všetky dosky každej z elektród.

Keď sú elektródy pripravené, musia byť upevnené v nádrži tak, aby spojovacie body napájacích vodičov boli nad očakávanou hladinou vody. Drôty z elektród idú do 12 voltového zdroja alebo autobatérie.

Vo veku nádoby vytvoríme otvor pre trubicu na výstup plynu. Ako vodné zámky môžete použiť obyčajné sklenené dózy s objemom 1 liter. Naplníme ich do 2/3 vodou a pripojíme k elektrolyzéru a horáku, ako je znázornené na obrázku 8.

Je lepšie vziať si hotový horák, pretože nie každý materiál vydrží teplotu spaľovania Brownovho plynu. Pripojíme ho k výstupu posledného vodného zámku.

Elektrolyzér naplníme vodou, do ktorej sa pridáva obyčajná kuchynská soľ.

Privádzame napätie na elektródy a kontrolujeme činnosť zariadenia.