Įrenginys, leidžiantis gaminti vandenilį iš vandens, yra vandenilio generatorius. Jie dažnai naudojami automobiliuose. Taikymas panašus įrenginys automobilyje pateisino. Pagamintas vandenilis patenka į variklio įsiurbimo kolektorių. Tai leidžia sutaupyti degalų ir kartais padidinti jo galią. JAV tokie generatoriai gaminami gamyklose. Jie nėra pigūs – nuo 300 iki 800 dolerių. Mūsų šalyje generatorių pageidautina pasigaminti patiems.
Vandens molekulė yra vandenilio ir deguonies junginys. Atomai turi savybę sukurti jonus. Jei stebėjote eksperimentus naudodami Tesla ritę, žinosite, kad atomai yra jonizuojami, kai yra veikiami elektrinis laukas. Tokiu atveju vandenilis sudarys teigiamus ir deguonies neigiamus jonus. Vandenilio generatoriuose elektrinis laukas naudojami vandens molekulėms atskirti viena nuo kitos.
Taigi, įdėję du elektrodus į vandenį, turime sukurti tarp jų elektrinį lauką. Už tai jie turi būti prijungti prie akumuliatoriaus gnybtų ar bet koks kitas maitinimo šaltinis. Anodas yra teigiamas, o katodas - neigiamas elektrodai. Vandenyje susidarę jonai bus patraukti į elektrodą, kurio poliškumas yra priešingas. Kai jonai liečiasi su elektrodais, jų krūvis neutralizuojamas dėl elektronų pridėjimo arba pašalinimo. Kai dujos, atsirandančios tarp elektrodų, patenka į paviršių, jos turi būti siunčiamos į variklį.
Automobilių vandenilio elementai apima indą su vandeniu, kuris yra po gaubtu. Reguliarus vanduo iš čiaupo supiltas į indą ir įpilkite arbatinį šaukštelį katalizatoriaus ir sodos. Prie akumuliatoriaus prijungtos plokštės yra panardintos į vidų. Įjungus automobilio degimą, konstrukcija (vandenilio generatorius) gamina dujas.
Pirmieji pasaulyje elektrodai buvo pagaminti iš vario, tačiau paaiškėjo, kad jie toli gražu nėra idealūs. Be to, varis suteikia stipri reakcija susilietus su vandeniu. Išskiriama daug teršalų, todėl vario naudojimas nėra geriausias pasirinkimas. Rekomenduojame naudoti elektrodus, pagamintus iš iš nerūdijančio plieno. Siekiant sumažinti korozijos tikimybę reikia rinktis nerūdijantį plieną Aukštos kokybės . Lakštų storis turi būti apie 2 mm, kad sumažėtų atsparumas.
Supratę vandenilio generatoriaus veikimo subtilybes, pereikime prie jo kūrimo. Norėdami savo rankomis surinkti vandenilio generatorių, mums reikės:
Pasirinkę viską, ko jums reikia, pradėkime gaminti generatorių savo rankomis.
Pasidaryti vandenilio generatorių savo rankomis pasirodė gana paprasta. Be to, „pasidaryk pats“ darbo dėka pavyko nemažai sutaupyti. Tokiu būdu pagamintas generatorius nekainuos daugiau nei 100 USD. IN šiuolaikinėmis sąlygomis Galite rasti daugybę įrenginių, kuriuose naudojamas vandenilis. Kadangi vandenilio atsargos vandenyje yra beveik neribotos, tai leidžia pamatyti masinio taikymo perspektyvą panašių ar atnaujintų įrenginių ateityje.
Daugelis automobilių savininkų ieško būdų, kaip sutaupyti degalų. Vandenilio generatorius automobiliui radikaliai išspręs šią problemą. Atsiliepimai iš tų, kurie įdiegė šį įrenginį, rodo, kad eksploatuojant transporto priemones galima žymiai sumažinti išlaidas. Taigi tema gana įdomi. Žemiau kalbėsime apie tai, kaip savarankiškai pasidaryti vandenilio generatorių.
Jau kelis dešimtmečius buvo ieškoma galimybių vidaus degimo variklius pritaikyti pilnai ar hibridinis darbasįjungta vandenilinis kuras. Didžiojoje Britanijoje dar 1841 metais buvo patentuotas variklis, veikiantis oro ir vandenilio mišiniu. XX amžiaus pradžioje koncernas Zeppelin naudojo vandeniliu veikiančius vidaus degimo variklius kaip savo garsiųjų dirižablių varomąją sistemą.
Vandenilio energetikos plėtrai prisidėjo ir praėjusio amžiaus aštuntajame dešimtmetyje kilusi pasaulinė energetikos krizė. Tačiau jam pasibaigus, vandenilio generatoriai buvo greitai pamiršti. Ir tai nepaisant daugybės pranašumų, palyginti su įprastu kuru:
Pagrindinė techninė priežastis, kuri yra neįveikiama kliūtis naudoti vandenilį kaip transporto priemonių kurą, buvo nesugebėjimas sutalpinti pakankamai dujų. transporto priemonė. Vandenilio degalų bako dydis bus panašus į paties automobilio parametrus. Didelis dujų sprogumas turėtų atmesti menkiausio nuotėkio galimybę. Skystoje formoje reikalingas kriogeninis įrenginys. Šis metodas taip pat nelabai įmanomas automobilyje.
Šiandien vandenilio generatoriai populiarėja tarp automobilių entuziastų. Tačiau tai nėra tiksliai tai, kas buvo aptarta aukščiau. Elektrolizės būdu vanduo paverčiamas vadinamosiomis Brauno dujomis, kurios dedamos į kuro mišinį. Pagrindinė užduotis, kurią išsprendžia šios dujos, yra visiškas kuro sudeginimas. Tai padidina galią ir sumažina degalų sąnaudas tinkamu procentu. Kai kurie mechanikai sutaupė 40%.
Elektrodų paviršiaus plotas turi lemiamą reikšmę kiekybinei dujų išeigai. Veikiama elektros srovės vandens molekulė pradeda skaidytis į du vandenilio atomus ir vieną deguonies atomą. Degdamas toks dujų mišinys išskiria beveik 4 kartus daugiau energijos nei degdamas molekulinis vandenilis. Todėl šių dujų panaudojimas vidaus degimo varikliuose lemia efektyvesnį kuro mišinio degimą, mažina kenksmingų išmetamųjų teršalų kiekį į atmosferą, didina galią ir mažina sunaudojamo kuro kiekį.
Neturintiems galimybių projektuoti, vandenilio generatorių automobiliui galima įsigyti iš liaudies meistrų, kurie tokių sistemų surinkimą ir montavimą paleidžia į srautą. Šiandien tokių pasiūlymų yra daug. Įrenginio ir įrengimo kaina yra apie 40 tūkstančių rublių.
Bet jūs galite surinkti tokią sistemą patys - joje nėra nieko sudėtingo. Jis susideda iš kelių paprasti elementai, sujungti į vieną visumą:
Žemiau yra schema, pagal kurią galite lengvai surinkti vandenilio generatorių savo rankomis. Pagrindinės Brauno dujas gaminančios instaliacijos brėžiniai yra gana paprasti ir suprantami.
Schema neatspindi jokio inžinerinio sudėtingumo, bet kas, žinantis, kaip dirbti su įrankiu, gali ją pakartoti. Transporto priemonėse su degalų įpurškimo sistema taip pat būtina įrengti valdiklį, kuris reguliuoja dujų tiekimo į degalų mišinį lygį ir yra prijungtas prie transporto priemonės borto kompiuterio.
Išgaunamų rudųjų dujų kiekis priklauso nuo elektrodų ploto ir jų medžiagos. Jei vario ar geležies plokštės bus naudojamos kaip elektrodai, reaktorius ilgai negalės veikti dėl greito plokščių sunaikinimo.
Idealiai atrodo titano lakštų naudojimas. Tačiau jų naudojimas kelis kartus padidina įrenginio surinkimo išlaidas. Manoma, kad optimalu naudoti plokštes iš labai legiruoto nerūdijančio plieno. Šis metalas yra prieinamas ir jį nebus sunku įsigyti. Taip pat galite naudoti naudotą baką iš Skalbimo mašina. Vienintelis sunkumas bus iškirpti reikiamo dydžio plokštes.
Šiandien automobilio vandenilio generatorius gali būti aprūpintas trimis elektrolizatoriais, kurie skiriasi tipu, veikimo pobūdžiu ir našumu:
Pirmojo tipo konstrukcijos daugeliui visiškai pakanka karbiuratoriniai varikliai. Nereikia sudėtingo įrengimo elektroninė grandinė dujų efektyvumo reguliatorius, o pats tokio elektrolizatoriaus surinkimas nėra sudėtingas.
Galingesniems automobiliams pageidautina surinkti antrojo tipo reaktorių. Ir veikiantiems varikliams dyzelinis kuras, o sunkiasvorės transporto priemonės naudoja trečiojo tipo reaktorius.
Norint tikrai taupyti degalus, automobilio vandenilio generatorius kas minutę turi gaminti dujas 1 litrui 1000 variklio darbinio tūrio. Remiantis šiais reikalavimais, parenkamas reaktoriaus plokščių skaičius.
Norint padidinti elektrodų paviršių, paviršių reikia apdoroti švitriniu popieriumi statmena kryptimi. Šis apdorojimas itin svarbus – padidins darbo plotą ir išvengs dujų burbuliukų „prilipimo“ prie paviršiaus.
Pastarasis lemia elektrodo izoliaciją nuo skysčio ir neleidžia normaliai elektrolizei. Taip pat nepamirškite, kad normaliam elektrolizatoriaus veikimui vanduo turi būti šarminis. Įprasta soda gali būti katalizatorius.
Vandenilio generatorius ant automobilio eksploatacijos metu padidina jo našumą. Taip yra dėl šilumos išsiskyrimo elektrolizės reakcijos metu. Reaktoriaus darbinis skystis įkaista, o procesas vyksta daug intensyviau. Reakcijos eigai kontroliuoti naudojamas srovės reguliatorius.
Jei jo nenuleisite, vanduo gali tiesiog užvirti ir reaktorius nustos gaminti Brown dujas. Specialus valdiklis, reguliuojantis reaktoriaus darbą, leidžia keisti našumą didėjančiu greičiu.
Karbiuratorių modeliuose yra valdiklis su įprastu jungikliu dviem darbo režimams: „Highway“ ir „City“.
Daugelis meistrų įdeda lėkštes plastikiniai konteineriai. Jūs neturėtumėte sutaupyti. Jums reikia nerūdijančio plieno bako. Jei jo nėra, galite naudoti dizainą su atviromis plokštėmis. Pastaruoju atveju būtina naudoti aukštos kokybės srovės ir vandens izoliatorių patikimas veikimas reaktorius.
Yra žinoma, kad vandenilio degimo temperatūra yra 2800. Tai yra sprogstamiausios dujos gamtoje. Browno dujos yra ne kas kita, kaip „sprogus“ vandenilio mišinys. Todėl vandenilio generatoriams kelių transporte reikalingas kokybiškas visų sistemos komponentų surinkimas ir jutiklių buvimas, kad būtų galima stebėti proceso eigą.
Darbinis skysčio temperatūros jutiklis, slėgio jutiklis ir ampermetras nebus nereikalingi projektuojant įrenginį. Ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas vandens sandarikliui prie reaktoriaus išleidimo angos. Tai gyvybiškai svarbu. Jei mišinys užsiliepsnoja, toks vožtuvas neleis liepsnai plisti į reaktorių.
Vandenilio generatorius skirtas šildyti gyvenamąsias ir gamybinės patalpos, veikiantis tais pačiais principais, išsiskiria kelis kartus didesniu reaktoriaus našumu. Tokiuose įrenginiuose vandens sandariklio nebuvimas kelia mirtiną pavojų. Siekiant užtikrinti saugų ir patikimą sistemos veikimą, tokiu atbuliniu vožtuvu taip pat rekomenduojama įrengti vandenilio generatorius automobiliuose.
Pasaulyje yra keletas eksperimentinių modelių, kurie veikia tik Brown dujomis. Tačiau techniniai sprendimai dar nepasiekė tobulumo. Tokios sistemos nėra prieinamos paprastiems planetos gyventojams. Todėl kol kas automobilių entuziastai turi pasitenkinti „rankdarbiais“, leidžiančiais sumažinti degalų sąnaudas.
Kai kurie iniciatyvūs verslininkai siūlo parduoti vandenilio generatorių automobiliams. Jie kalba apie elektrodų paviršiaus apdorojimą lazeriu arba apie unikalius slaptus lydinius, iš kurių jie gaminami, specialius vandens katalizatorius, sukurtus mokslinėse laboratorijose visame pasaulyje.
Viskas priklauso nuo tokių verslininkų minčių gebėjimo moksliškai skraidyti. Dėl patiklumo savo lėšomis (kartais net ne mažomis) galite tapti įrenginio, kurio kontaktinės plokštės subyrės po dviejų mėnesių eksploatacijos, savininku.
Jei nuspręsite tokiu būdu sutaupyti pinigų, tuomet geriau instaliaciją surinkti patiems. Autorius bent jau, vėliau nebus kam kaltinti.
Seniai praėjo tie laikai, kai Atostogų namai Jį šildyti buvo tik vienas būdas – kūrenant malkomis ar anglimis krosnyje. Naudojami modernūs šildymo prietaisai Skirtingos rūšys kuro ir tuo pačiu automatiškai palaikyti patogią temperatūrą mūsų namuose. Gamtinės dujos, dyzelinas ar mazutas, elektra, saulės energija – tai nepilnas sąrašas alternatyvūs variantai. Atrodytų – gyvenk ir džiaukis, tačiau nuolatinis kuro ir įrangos brangimas verčia tęsti pigių šildymo būdų paieškas. Ir tuo pačiu metu po mūsų kojomis tiesiogine prasme glūdi neišsenkantis energijos šaltinis – vandenilis. Ir šiandien mes kalbėsime apie tai, kaip naudoti įprastą vandenį kaip kurą, savo rankomis surenkant vandenilio generatorių.
Gamyklos vandenilio generatorius yra įspūdingas įrenginys
Kaip šildymo kurą naudokite vandenilį kaimo namas naudingas ne tik dėl didelio kaloringumo, bet ir dėl to, kad degimo metu neišskiria kenksmingų medžiagų. Kaip visi prisimena iš mokyklos chemijos kurso, oksiduojant du vandenilio atomus ( cheminė formulė H 2 – Hidrogeniumas) su vienu deguonies atomu susidaro vandens molekulė. Taip išskiriama tris kartus daugiau šilumos nei degant gamtinių dujų. Galima sakyti, kad vandenilis neturi lygių tarp kitų energijos šaltinių, nes jo atsargos Žemėje yra neišsenkančios – 2/3 pasaulio vandenynų sudaro cheminis elementas H2 ir visoje Visatoje šios dujos kartu su heliu yra pagrindinė „statybinė medžiaga“. Yra tik viena problema – norint gauti gryną H 2, reikia padalyti vandenį į jo sudedamąsias dalis, o tai padaryti nėra lengva. Mokslininkai daug metų ieškojo vandenilio išgavimo būdo ir apsistojo ties elektrolize.
Laboratorinio elektrolizatoriaus veikimo schema
Šis lakiųjų dujų gamybos būdas apima dviejų metalinių plokščių, prijungtų prie aukštos įtampos šaltinio, įdėjimą į vandenį nedideliu atstumu viena nuo kitos. Kai naudojama energija, didelis elektrinis potencialas tiesiogine prasme suplėšo vandens molekulę, išskirdamas du vandenilio (HH) atomus ir vieną deguonies (O) atomą. Išleistos dujos buvo pavadintos fiziko Yu vardu. Jo formulė yra HHO ir kaloringumas- 121 MJ/kg. Dega Browno dujos atvira liepsna ir nesudaro jokių kenksmingų medžiagų. Pagrindinis šios medžiagos privalumas yra tai, kad jai tinka įprastas katilas, veikiantis propanu arba metanu. Pažymėkime tik tai, kad vandenilis kartu su deguonimi sudaro sprogų mišinį, todėl jums to prireiks papildomų priemonių atsargumo priemonės.
Brauno dujų gamybos įrengimo schema
Generatorius, skirtas gaminti Brauno dujas dideliais kiekiais, turi keletą elementų, kurių kiekvienoje yra daug porų elektrodų plokštelių. Jie montuojami sandariame konteineryje, kuriame yra dujų išleidimo anga, gnybtai elektros pajungimui ir kaklelis vandens pripildymui. Be to, įrenginyje yra apsauginis vožtuvas ir vandens sandariklis. Jų dėka pašalinama galimybė plisti atgal. Vandenilis dega tik prie degiklio išėjimo ir neužsidega į visas puses. Daugkartinis padidinimas naudingo plotoĮrenginys leidžia išgauti degias medžiagas tokiais kiekiais, kurių pakanka įvairioms reikmėms, įskaitant gyvenamųjų patalpų šildymą. Tačiau tai padaryti naudojant tradicinį elektrolizatorių bus nuostolinga. Paprasčiau tariant, jei vandenilio gamybai išleista elektra bus tiesiogiai naudojama namo šildymui, tai bus daug pelningiau nei šildyti katilą vandeniliu.
Stanley Meyer vandenilio kuro elementas
Amerikiečių mokslininkas Stanley Meyeris rado išeitį iš šios situacijos. Jo įrengimas naudojo ne galingą elektros potencialą, o tam tikro dažnio sroves. Didžiojo fiziko išradimas buvo susijęs su tuo, kad vandens molekulė svyravo laike kintant elektros impulsams ir įsijungė į rezonansą, kuris pasiekė jėgą, kurios pakaktų padalinti ją į sudedamuosius atomus. Tokiam efektui pasiekti reikėjo dešimtis kartų mažesnės srovės nei dirbant įprastu elektrolizės aparatu.
Už savo išradimą, galėjusį išlaisvinti žmoniją iš naftos magnatų vergijos, Stenlis Mejeris buvo nužudytas, o jo ilgamečių tyrinėjimų darbai dingo Dievas žino kur. Nepaisant to, buvo išsaugoti kai kurie mokslininko užrašai, kurių pagrindu daugelio pasaulio šalių išradėjai bando statyti panašius įrenginius. Ir turiu pasakyti, ne be sėkmės.
Galbūt jus taip pat domina medžiaga, kaip sukurti savo dujų generatorių:
Šiandien elektrolizatorius yra toks pat įprastas prietaisas kaip acetileno generatorius ar plazminis pjaustytuvas. Iš pradžių vandenilio generatorius naudojo suvirintojai, nes neštis vos kelis kilogramus sveriantį agregatą buvo daug lengviau nei perkelti didžiulius deguonies ir acetileno balionus. Tuo pačiu metu didelis agregatų energijos intensyvumas neturėjo lemiamos reikšmės – viską lėmė patogumas ir praktiškumas. Pastaraisiais metais Browno dujų naudojimas peržengė įprastas vandenilio, kaip dujinio suvirinimo aparatų kuro, sąvokas. Ateityje technologijos galimybės bus labai plačios, nes HHO panaudojimas turi daug privalumų.
Vandenilio generatorių, pagamintą naudojant S. Meyerio „Vandens kuro elementų technologiją“ (taip vadinosi jo traktatas), galima nusipirkti – jų gamyba užsiima daugybė JAV, Kinijos, Bulgarijos ir kitų šalių įmonių. Siūlome vandenilio generatorių pasigaminti patiems.
Pradedant gaminti vandenilio kuro elementą, būtina išstudijuoti detonuojančių dujų susidarymo proceso teoriją. Tai leis suprasti, kas vyksta generatoriuje, ir padės nustatyti bei valdyti įrangą. Be to, teks apsirūpinti atsargomis reikalingos medžiagos, kurių daugumą nebus sunku rasti prekybos tinklas. Kalbant apie brėžinius ir instrukcijas, mes pasistengsime išsamiai aptarti šiuos klausimus.
Namų gamybos įrenginį, skirtą Browno dujoms gaminti, sudaro reaktorius su sumontuotais elektrodais, PWM generatorius, skirtas jiems maitinti, vandens sandariklis ir jungiamieji laidai bei žarnos. Šiuo metu yra keletas elektrolizatorių konstrukcijų, kuriose kaip elektrodai naudojamos plokštės arba vamzdeliai. Be to, internete galite rasti vadinamosios sausosios elektrolizės įrenginį. Skirtingai nuo tradicinės konstrukcijos, tokiame įrenginyje plokštės montuojamos ne į indą su vandeniu, o skystis tiekiamas į tarpą tarp plokščiųjų elektrodų. Atsisakymas tradicinė schema leidžia žymiai sumažinti kuro elemento matmenis.
PWM reguliatoriaus elektros grandinė Meyer kuro elemento elektrodų brėžinys.
Kuro elemento brėžinys PWM valdiklio elektros grandinė PWM valdiklio elektros grandinė
Savo darbe galite naudoti veikiančių elektrolizatorių brėžinius ir diagramas, kurias galima pritaikyti pagal savo sąlygas.
Kuro elementui gaminti praktiškai nereikia jokių specialių medžiagų. Vienintelis dalykas, kuris gali būti sudėtingas, yra elektrodai. Taigi, ką reikia pasiruošti prieš pradedant darbą?
Elektrodų mazgas „šlapio“ tipo vandenilio generatoriui
Renkantis „sausą“ kuro elementą, jums reikės iki 10 mm storio organinio stiklo ar kito permatomo plastiko lakšto ir sandarinimo žiedų iš techninio silikono.
Jo veikimas priklauso nuo to, kaip tiksliai parinkti vandenilio generatoriaus dalių parametrai.
Perjungiamą maitinimo šaltinį, skirtą prijungti prie kuro elemento, galima įsigyti internetu. Juos gamina nedidelės privačios įmonės mūsų šalyje ir užsienyje.
Burbuliatoriaus dizainas
Atkreipkite dėmesį, kad poliruoti vamzdžiai nerekomenduojami. Priešingai, ekspertai rekomenduoja apdoroti dalis švitriniu popieriumi matinis paviršius. Ateityje tai padės padidinti įrenginio našumą.
Prieš pradėdami kurti kuro elementą, paruoškite šiuos įrankius:
Be to, jei pats kuriate PWM generatorių, jam nustatyti reikės osciloskopo ir dažnio matuoklio. Šiame straipsnyje mes nekelsime šios problemos, nes perjungiamojo maitinimo šaltinio gamybą ir konfigūravimą geriausiai svarsto specialistai specializuotuose forumuose.
Atkreipkite dėmesį į straipsnį, kuriame pateikiami kiti energijos šaltiniai, kurie gali būti naudojami jūsų namams šildyti:
Kuro elementui gaminti naudosime pažangiausią „sauso“ elektrolizatoriaus grandinę, naudodami nerūdijančio plieno plokštelių pavidalo elektrodus. Toliau pateiktose instrukcijose parodytas vandenilio generatoriaus kūrimo procesas nuo „A“ iki „Z“, todėl geriau laikytis veiksmų tvarkos.
Sauso tipo kuro elementų diagrama
Šoninių sienelių gamyba
Šis dalių rinkinys turi būti paruoštas prieš surenkant kuro elementą
Elektrodų klojimas prasideda sandarinimo žiedu
Atkreipkite dėmesį: plokštelinių elektrodų plokštuma turi būti plokščia, kitaip elementai su priešingu krūviu susilies ir sukels trumpąjį jungimą!
Montuojant plokštes svarbu teisingai nukreipti išleidimo angas
Galutinio priveržimo metu būtinai patikrinkite šoninių sienelių lygiagretumą. Taip išvengsite iškraipymų
Surinkę keletą kuro elementų ir sujungę juos lygiagrečiai, galite gauti pakankamą Brown dujų kiekį
Norint gauti Brauno dujų, kurių pakaktų šildymui ar maisto ruošimui, įrengiami keli lygiagrečiai veikiantys vandenilio generatoriai.
Visų pirma, noriu pastebėti, kad tradicinis gamtinių dujų ar propano deginimo būdas mūsų atveju netinka, nes HHO degimo temperatūra yra daugiau nei tris kartus aukštesnė nei angliavandenilių. Kaip jūs patys suprantate, konstrukcinis plienas ilgai neatlaikys tokios temperatūros. Pats Stanley Meyeris rekomendavo naudoti neįprastos konstrukcijos degiklį, kurio schema pateikta žemiau.
S. Meyer suprojektuoto vandenilio degiklio schema
Visa šio įrenginio gudrybė yra ta, kad HHO (schemoje pažymėtas skaičiumi 72) patenka į degimo kamerą per vožtuvą 35. Degantis vandenilio mišinys kyla per kanalą 63 ir tuo pačiu atlieka išmetimo procesą, nešdamasis su savimi. lauko oro per reguliuojamas angas 13 ir 70. Po gaubtu 40 sulaikomas tam tikras kiekis degimo produktų (vandens garų), kurie kanalu 45 patenka į degimo kolonėlę ir susimaišo su degančiomis dujomis. Tai leidžia kelis kartus sumažinti degimo temperatūrą.
Antras dalykas, į kurį norėčiau atkreipti jūsų dėmesį, yra skystis, kurį reikia pilti į įrenginį. Geriausia naudoti paruoštą vandenį, kuriame nėra sunkiųjų metalų druskų. Idealus variantas yra distiliatas, kurį galima įsigyti bet kurioje automobilių parduotuvėje ar vaistinėje. Dėl sėkmingas darbas Kalio hidroksidas KOH dedamas į elektrolizatoriaus vandenį maždaug po vieną šaukštą miltelių vienam kibirui vandens.
Instaliacijos eksploatavimo metu svarbu neperkaisti generatoriaus. Kai temperatūra pakyla iki 65 laipsnių Celsijaus ar daugiau, prietaiso elektrodai bus užteršti šalutiniais reakcijos produktais, o tai sumažins elektrolizatoriaus našumą. Jei taip atsitiks, vandenilio elementą teks išardyti ir nuosėdas pašalinti švitriniu popieriumi.
Ir trečias dalykas, kurį mes ypač akcentuojame, yra saugumas. Prisiminkite, kad neatsitiktinai vandenilio ir deguonies mišinys buvo vadinamas sprogiuoju. HHO yra pavojinga cheminė medžiaga, kuri gali sukelti sprogimą, jei su ja elgiamasi netinkamai. Laikykitės saugos taisyklių ir būkite ypač atsargūs eksperimentuodami su vandeniliu. Tik šiuo atveju „plyta“, iš kurios susideda mūsų Visata, suteiks jūsų namams šilumos ir jaukumo.
Tikimės, kad šis straipsnis buvo įkvėpimo šaltinis ir pasiraitosite rankoves bei pradėsite gaminti vandenilio kuro elementą. Žinoma, visi mūsų skaičiavimai nėra galutinė tiesa, tačiau juos galima panaudoti kuriant darbinį vandenilio generatoriaus modelį. Jei norite visiškai pereiti prie tokio tipo šildymo, problemą reikės išnagrinėti išsamiau. Galbūt jūsų instaliacija taps kertiniu akmeniu, kurio dėka pasibaigs energijos rinkų persiskirstymas, o pigi ir aplinką tausojanti šiluma pateks į visus namus.
Įvairių pomėgių dėka rašau įvairiomis temomis, tačiau mėgstamiausios yra inžinerija, technologijos ir statyba. Galbūt todėl, kad dėl studijų šioje srityje žinau daug niuansų ne tik teoriškai technikos universitetas ir abiturientų mokyklą, bet ir su praktinė pusė, nes stengiuosi viska daryti savo rankomis.
Jau seniai praėjo laikas, kai privatus kaimo namas buvo šildomas tik kūrenant malkas ar anglį krosnyje. Šiuolaikiniai šildymo įrenginiai naudoja įvairių rūšių kurą. Tačiau nuolatinis kuro kainų augimas verčia ieškoti pigesnių šildymo variantų. Tačiau tiesiogine prasme po mūsų nosimi slypi neišsenkantis energijos šaltinis – vandenilis. Ir šiame straipsnyje mes jums pasakysime, kaip galite naudoti įprastą vandenį kaip kurą, savo rankomis surinkę vandenilio šildymo katilą.
Vandenilio kaip kuro panaudojimas namų šildymui yra gana viliojanti idėja, nes jo kaloringumas siekia 33,2 kW/m3, o gamtinių dujų – tik 9,3 kW/m3, tai yra daugiau nei 3 kartus. Teoriškai vandenilį galima išgauti iš vandens, o po to sudeginti katile, šildyti savo namus vandenilio generatoriumi.
Kaip energijos nešėjas, niekas negali lygintis su vandeniliu, o jo atsargos yra praktiškai begalinės. Kaip minėta aukščiau, degdamas vandenilis išskiria daug šiluminės energijos, daug daugiau nei bet kuris anglies turintis kuras. Vietoj kenksmingų išmetamųjų teršalų į atmosferą, kurios išsiskiria naudojant gamtines dujas, vandenilis degdamas sudaro įprastą vandenį garų pavidalu. Yra tik viena problema: šio elemento gamtoje nėra gryna forma, o tik kartu su kitomis medžiagomis.
Vienas iš tokių ryšių yra grynas vanduo, kuris yra oksiduotas vandenilis. Norėdami suskaidyti jį į sudedamąsias dalis, daugelis mokslininkų praleido daugiau nei vienerius metus. Ir vis dėlto ne be rezultatų buvo rastas techninis sprendimas, kaip jo komponentus izoliuoti nuo vandens. Tai yra vadinamasis cheminė reakcija elektrolizė, kurios metu vanduo skyla į deguonį ir vandenilį, susidaręs mišinys vadinamas detonuojančiomis dujomis arba Brauno dujomis.
Žemiau galite pamatyti vandenilio generatoriaus (elektrolizatoriaus), kuris veikia elektra, schemą:
Elektrolizatoriai sumontuoti adresu masinė produkcija ir yra naudojami dujų liepsnos (suvirinimo) darbams. Metalinių plokščių grupėms, panardinamoms į vandenį, taikoma tam tikro dažnio ir stiprumo srovė. Dėl vykstančios elektrolizės reakcijos išsiskiria deguonis ir vandenilis, susimaišę su vandens garais.
Norint atskirti dujas nuo garų, viskas praleidžiama per separatorių, po kurio tiekiama į degiklį. Kad būtų išvengta atbulinės eigos ir sprogimo, ant tiekimo sumontuotas vožtuvas, leidžiantis kurui tekėti tik viena kryptimi.
Vandenilio sistemą, skirtą namų šildymui, sudaro šie komponentai: katilas ir 25–32 mm (1–1,25 colio) skersmens vamzdžiai. Vamzdžius galite montuoti namuose savo rankomis, tačiau turi būti įvykdyta viena sąlyga - po kiekvienos šakos skersmuo turi mažėti.
Skersmuo mažinamas tokiu principu - vamzdis D32, vamzdis D25. Po atšakos - D20, o paskutinis montuojamas vamzdis D16. Jei ši sąlyga bus įvykdyta, vandenilio degiklis veiks efektyviai ir efektyviai.
Norint stebėti vandens lygį ir laiku papildyti juo įrenginį, konstrukcijoje yra specialus jutiklis, kuris reikiamu momentu duoda komandą ir vanduo įpurškiamas į elektrolizatoriaus darbo erdvę. Siekiant užtikrinti, kad slėgis nešoktų iki kritinio taško laivo viduje, įrenginyje yra avarinis jungiklis ir Apsauginis vožtuvas. Norint prižiūrėti vandenilio generatorių, tereikia karts nuo karto įpilti vandens ir viskas.
Vandenilio šildymas turi keletą rimtų pranašumų, turinčių įtakos sistemos paplitimui:
Vandenilio gamyba yra visiškai prieinamas procesas. Viskas, ką reikės išleisti, yra elektra. Ir kai naudojate šildymo generatorių, taip pat įtraukite į sistemos veikimą saulės baterija, tada energijos sąnaudos gali būti sumažintos iki minimumo. Remdamiesi tuo, galime daryti išvadą, kad ši sistema yra ekologiškiausia ir efektyviausia namų šildymui.
Dažnai grindims šildyti naudojamas vandeniliu varomas katilas. Šiais laikais šios sistemos yra įvairių pajėgumų. Katilų galingumas gali būti labai įvairus – nuo 27 W iki begalybės. Galite paimti vieną labai galingą katilą, kad šildytumėte visą namą vienu metu, arba galite paimti kelis mažus. Jie montuojami patys, bet kaip savo rankomis pasidaryti vandenilio generatorių?
Prieš pradėdami kurti kuro elementą, po ranka turite turėti šiuos įrankius:
Be to, jei nuspręsite patys sukurti PWM generatorių, jums reikės osciloskopo ir dažnio matuoklio, kad jį nustatytumėte.
Norėdami pagaminti vandenilio generatorių privačiam namui šildyti, apsvarstysime absoliučiai „sausą“ elektrolizatoriaus grandinę, naudojant elektrodus, pagamintus iš nerūdijančio plieno plokščių.
Toliau pateiktose instrukcijose parodytas vandenilio generatoriaus konstravimo procesas:
Norėdami gauti Browno dujų reikalingas kiekis kurių pakaks maisto ruošimui ir šildymui, įrengti kelis lygiagrečiai veikiančius vandenilio generatorius.
Tinkamai elgiantis vandenilio katilas gali tarnauti ne 15 metų, kaip paprastai tikimasi, o 20 ar net 30. Tačiau atminkite, kad kuo didesnė katilo galia, tuo didesnės elektros sąnaudos!
Vandenilio katilas yra namų šildymo įrenginys, kuris kaip kurą naudoja vandenilio dujas. Kadangi šių dujų gryna forma gamtoje nėra, įrengiami vandenilio katilai specialus prietaisas gaminti vandenilį iš distiliuoto vandens.
Vandenilio katilas privačiam namui šildyti – vienas iš tų sprendimų, kuris šiandien sulaukia didelio dėmesio. Internete galite rasti daugybę pasiūlymų, kurie tokios įrangos savininkams žada didžiulę naudą, pavyzdžiui, radikalų „sąskaitų už šildymą“ sumažinimą. Ar tikrai taip ir ką gali ir ko negali modernus buitinis vandenilio katilas, skaitykite mūsų apžvalgoje.
Dažnai galima išgirsti, kad vandenilio katilas yra labiausiai ekonomiškas būdasšildymas privačiam namui. Paprastai šiai tezei pagrįsti nurodomas didelis vandenilio kaloringumas – daugiau nei 3 kartus didesnis nei gamtinių dujų. Iš to galima padaryti paprastą išvadą – namą apsimoka šildyti vandeniliu nei dujomis.
Kartais kaip argumentas už vandenilio katilo efektyvumą yra naudojamos vadinamosios „rudosios dujos“ arba vandenilio ir deguonies atomų mišinys (HHO), kuris degimo metu išskiria dar daugiau šilumos, kuriuose veikia „pažangūs katilai“. . Po to efektyvumo pateisinimas paprasčiausiai baigiasi, paliekant galimybę paprasto žmogaus vaizduotei piešti gražius paveikslus bendru pavadinimu „šildymas beveik už dyką“. Tik pagalvokite – vandenilis dega „šilčiau“ ir gaunamas praktiškai nemokamas vanduo, visiška nauda!
Vaizduotę kursto ir žinios apie nuolat augančią vandenilinio kuro ekonomiją kaip alternatyvą tradiciniams. Sako, jei automobiliai „važinėja“ vandeniliu, tai vandenilio katilas yra tikrai vertas dalykas.
Tačiau iš tikrųjų viskas yra šiek tiek sudėtingiau. Jei grynas vandenilis būtų gamtoje lengvai pasiekiamas elementas, viskas būtų taip arba beveik taip. Tačiau faktas yra tas, kad gryno vandenilio Žemėje nėra – tik viduje surišta forma, pavyzdžiui, vandens pavidalu. Todėl praktiškai pirmiausia reikia iš kažkur gauti vandenilį ir pasitelkiant energiją eikvojančias chemines reakcijas.
Pastaba savininkui
„Siekdami atkreipti dėmesį į savo gaminius, kai kurie vandenilio katilų gamintojai nurodo kažkokį „slaptą katalizatorių“ arba „rudųjų dujų“ naudojimą savo įrenginiuose.
Pavyzdžiui, vandenilį galite išgauti iš metano dujų, kur yra net 4 vandenilio atomai! Bet kodėl? Pats metanas - degios dujos, kam švaistyti papildomą energiją grynam vandeniliui gaminti? Kur energijos vartojimo efektyvumas? Todėl vandenilis dažniausiai išgaunamas iš vandens, kuris, kaip visi žino, negali sudegti, naudojant elektrolizės metodą. Pačioje bendras vaizdasšį metodą galima apibūdinti kaip vandens molekulių skaidymą į vandenilį ir deguonį veikiant elektrai.
Elektrolizė jau seniai žinoma ir plačiai naudojama grynam vandeniliui gaminti. Praktiškai nei vienas pramoninis vandenilio katilas, bent jau kol kas, neapsieina be elektrolizės instaliacijos ar elektrolizatoriaus. Viskas būtų gerai, bet šiam įrengimui reikia elektros. Taigi, vandenilio katilas būtinai turi vartoti energiją. Kyla klausimas, kokios yra šios energijos sąnaudos?
Visos kalbos apie vandenilio „degimo šilumą“ mus šiek tiek atitolina nuo šio klausimo, bet vis dėlto tai yra svarbiausia. Taigi, vandenilio katilas gali būti naudingas vieninteliu atveju – jo gaminama energija šiluminė energija turėtų būti didesnis nei išleistas katilo darbui.
Norėdami suprasti, ar katilo išėjimo metu gausime daugiau energijos nei išeikvosime, tiesiog atidžiau pažvelkite į vandens molekulę – joje yra du vandenilio atomai ir vienas deguonies atomas, kurie yra glaudžiai tarpusavyje susiję. Norint nutraukti šį ryšį, reikia „panaudoti“ gana daug energijos, o tai elektrolizatorius daro naudodamas elektrą. Gaunamas vandenilio ir deguonies mišinys, turintis potencialią (tiesiog juose ištirpusią) energiją, kuris gali išsiskirti dėl degimo proceso ir aprūpinti namą šiluma. Norint suprasti, kiek energijos bus gauta deginant, verta atidžiau pažvelgti į tai, kas išeina dėl degimo. O mes gauname... tą patį vandenį, kurį suskaidome į atomus.
Tiesą sakant, po visų šių manipuliacijų, in geriausiu atveju gausime lygiai tiek energijos, kiek buvo sunaudota pradinei vandens molekulei dalyti. Kadangi palikome vandenį, priėjome prie vandens. Bet tai idealiu atveju, kai nėra nuostolių, kurie yra neišvengiami realybėje. Tie. Net ir idealiu atveju kiek išleidžiame elektros, kiek gauname šilumos.
Gamintojas nurodo, kad yra „slaptas“ katalizatorius
Taip pat nėra kur gauti papildomų vandens molekulių skaldymui – kiek iš pradžių atskyrėme, tiek vėliau, deginant vandenilio-deguonies mišinį, bus sujungta. Vėlgi, atėmus nuostolius. Be to, reikia nepamiršti, kad vandenilio katilas veikia distiliuotu vandeniu, kurio gamybai taip pat sunaudojama energija. Kaip matyti plika akimi, vandenilio katilo efektyvumas negali būti didelis.
Tada iškyla logiškas klausimas – kam visi šie sunkumai skaidant, jei yra įrenginiai, kurie tiesiogiai elektrą paverčia šiluma ir yra vadinami? Jei tiesiog šildysite vandenį elektros energija, visa ši energija, praktiškai be nuostolių, bus išleista vandens šildymui - tai pasirodo pelningiau nei skaidant elektrolizės būdu ir vėlesniu vandens „atgavimu“ deginant vandenilio ir deguonies mišinį su susijusiais nuostoliais.
Kaip žinia, elektrinis katilas laikomas pačiu neefektyviausiu šildymo įrenginiu, kitaip tariant, šio įrenginio pagamintos šilumos savikaina bus pati brangiausia.
Šildymo palyginimas naudojant šilumos siurblys su kitais metodais.
Šildymo tipas |
Energijos efektyvumas, % |
---|---|
Elektrinis katilas |
|
Vandenilio katilas |
Kaip jau išsiaiškinome, šildymas vandeniliniu katilu yra prastesnis net už elektrinį. Tiesa, pasaulis nestovi vietoje. Visai įmanoma, kad ateis diena, kai bus naudojamas šiuolaikinės technologijos sumažins šimtų buitinių procesų kainą, o šildymas naudojant vandenilio katilą ar jo analogus taps tikrai pelningas.
Kodėl net verta apie tai kalbėti vandenilio katilai, ką apie perspektyvų privataus namo šildymo būdą? Viskas susiję su pasauline tendencija pereiti prie „žaliųjų“ technologijų ir augančia tokių technologijų paklausa. Vandenilio katilas neabejotinai yra „numeris vienas“ ekologiškiausių šios srities sprendimų sąraše.
Pirma, jo veikimo metu jis nesusidaro anglies dioksidas- „pagrindinė rykštė“ įrangai, kuriai naudojami angliavandeniliai: dujos, skystasis ir kietasis kuras.
Antra, nes Degimo produktas vandenilio katile yra Tyras vanduo, jo veikimui nereikia ventiliacijos ar degimo produktų šalinimo įrenginių. Kuriems savo ruožtu gali prireikti papildomos energijos, kad būtų užtikrintas jų veikimas. Ir jiems tiesiog reikia daugiau vietos namo viduje. Tai yra, įrengę vandenilio katilą, galite sutaupyti katilinės ploto.
Pastaba savininkui
„Šiandien arba labai turtingi žmonės, arba užkietėję optimistai rizikuoja įsirengti vandenilio katilą savo namams šildyti.
Trečia, dėl vandenilio degimo išsiskiriantys vandens garai drėkina namo patalpas.
Tačiau svarbiausia, kad vandenilio katilas puikiai dera su atsinaujinančiais energijos šaltiniais (AEI) varomais elektros generatoriais, turinčiais ryškų periodinį veikimo pobūdį. Pavyzdžiui, su vėjo generatoriais ir įrenginiais, maitinamais biodujomis. Tokiu atveju – piko sąlygomis – AE generatoriai elektrolizės būdu gali gaminti vandenilį, kuris vėliau bus naudojamas kaip kuras katilui. Norint šiuos generatorius tiesiogiai prijungti prie tinklo, reikės naudoti papildomus brangius įrenginius.
Vienas iš vaizdo įrašų, kuriame aprašomi vandenilio katilo "privalumai".
Tobulėjant technologijoms, pigią energiją iš atsinaujinančių energijos šaltinių galima „paversti“ vandeniliu, kaip tai jau vyksta pramonės įrenginiuose. Tačiau kol kas arba labai turtingi žmonės, arba užkietėję optimistai rizikuoja įsirengti vandenilio katilą savo namams šildyti.