Kaip savo rankomis pasidaryti vandenilio generatorių savo namams: praktiniai gamybos ir montavimo patarimai

Esame įpratę gamtines dujas laikyti pigiausia kuro rūšimi.Tačiau pasirodo, kad jis turi vertą alternatyvą – vandenilį, gautą skaidant vandenį. Pradinę medžiagą šio kuro gamybai gauname visiškai nemokamai. O jei vandenilio generatorių pasigaminsite patys, sutaupysite tiesiog nuostabiai. Tiesa?

Esame pasirengę pasidalinti su Jumis vertinga informacija apie vandenilio gamybai skirtos techninės instaliacijos surinkimo galimybes ir taisykles. Išstudijavę jūsų dėmesiui pateiktą straipsnį, garantuosite, kad įrenginys bus pagamintas be problemų.

Norintiems savo rankomis pasistatyti pigų, bet labai našų kuro generatorių, siūlome išsamias instrukcijas. Pateikiame rekomendacijas dėl tinkamo naudojimo. Kaip informatyvūs priedai, kurie aiškiai paaiškina veikimo principą, buvo naudojamos nuotraukų aplikacijos ir vaizdo įrašai.

Vandenilio gamybos metodai

Vidurinės mokyklos chemijos pamokose kažkada buvo aiškinama, kaip gauti vandenilį iš paprasto vandens iš čiaupo. Yra tokia sąvoka chemijos srityje – elektrolizė. Būtent elektrolizės dėka galima gaminti vandenilį.

Paprasčiausias vandenilio įrengimas – indas pripildytas vandens. Po vandens sluoksniu dedami du plokšteliniai elektrodai. Jiems tiekiama elektros srovė. Kadangi vanduo yra puikus elektros srovės laidininkas, tarp plokščių susidaro mažos varžos kontaktas.

Srovė, einanti per mažą atsparumą vandeniui, skatina cheminės reakcijos susidarymą, dėl kurio susidaro vandenilis.

Eksperimentinės vandenilio instaliacijos schema, kuri anksčiau buvo mokoma vidurinės mokyklos chemijos klasėje. Pasirodo, tos pamokos nebuvo nereikalingos šiuolaikinių kasdieninių poreikių praktikai

Atrodytų, viskas paprasta ir belieka visai nedaug – surinkti susidariusį vandenilį panaudoti jį kaip energijos šaltinį. Tačiau chemija niekada neapsieina be subtilių detalių.

Taip yra čia: jei vandenilis susijungia su deguonimi, tam tikroje koncentracijoje susidaro sprogus mišinys. Šis taškas yra vienas iš kritinių reiškinių, ribojančių galimybę sukurti pakankamai galingas namų stotis.

Vandenilio generatoriaus dizainas

Norėdami sukurti vandenilio generatorius savo rankomis, jie paprastai remiasi klasikine Browno montavimo schema. Šis vidutinio galingumo elektrolizatorius susideda iš elementų grupės, kurių kiekvienoje yra plokštelinių elektrodų grupė. Įrenginio galią lemia bendras plokštelinių elektrodų paviršiaus plotas.

Ląstelės dedamos į konteinerį, gerai izoliuotą nuo išorinės aplinkos. Cisternos korpuse yra vamzdžiai, skirti prijungti vandentiekio magistralę, vandenilio išvadą, taip pat kontaktinis skydelis elektros prijungimui.

Vandenilio generavimo aparatas sukurtas pagal Browno schemą. Remiantis visais skaičiavimais, ši instaliacija turėtų visiškai aprūpinti namų ūkį šiluma ir šviesa. Kitas klausimas, kokie matmenys ir galia leis tai padaryti (+)

Browno generatoriaus grandinėje, be kita ko, yra vandens sandariklis ir atbulinis vožtuvas.Dėl šių elementų instaliacija apsaugota nuo vandenilio atgalinio srauto. Pagal šią schemą teoriškai galima surinkti vandenilio įrenginį, pavyzdžiui, organizuoti kaimo namo šildymą.

Vandenilinis šildymas name

Surinkti vandenilio generatorių efektyviam namo šildymui – gal ir ne fantastinė idėja, bet akivaizdžiai itin nuostolinga. Norint gauti reikiamą vandenilio tūrį namų katilinei, reikės ne tik galingos elektrolizės instaliacijos, bet ir nemažo elektros energijos kiekio.

Išeikvotos elektros energijos kompensavimas namuose pagamintu vandeniliu atrodo neracionalus procesas.

Tikrai veikiantis vandenilio generatorius naudojimui namuose. Mus liūdina tik tai, kad tai tik eksperimentinis variantas, kuris gali parodyti tik kaip iš kibirkšties kyla liepsna

Tačiau bandymai išspręsti problemą, kaip savo rankomis pasigaminti vandenilio generatorių namams, nesiliauja. Vieno iš praktikoje išbandytų modelių veikimo principu ir dizainu vandenilio katilas supažindins su straipsniu, kurį rekomenduojame perskaityti.

Ir čia yra vienos iš kankinimo variantų pavyzdys:

1. Paruošiamas sandarus, patikimas indas.
2. Gaminami vamzdiniai arba plokšteliniai elektrodai.
3. Surenkama darbo įtampos ir srovės valdymo grandinė.
4. Gaminami papildomi moduliai darbo vietai.
5. Parenkami priedai (žarnos, laidai, tvirtinimo detalės).

Žinoma, jums reikės įrankių rinkinio, įskaitant specialią įrangą, pavyzdžiui, osciloskopą ir dažnio skaitiklį. Įrengę viską, ko jums reikia, galite tiesiogiai pradėti gaminti vandenilio šildymo sistemą savo namams.

„Pasidaryk pats“ projekto įgyvendinimas

Iš pradžių turėsite pagaminti vandenilio generavimo elementą. Kuro elemento bendrieji matmenys yra šiek tiek mažesni už vidinius generatoriaus korpuso ilgio ir pločio matmenis. Pagal aukštį bloko su elektrodais dydis yra 2/3 pagrindinio korpuso aukščio.

Ląstelė gali būti pagaminta iš PCB arba organinio stiklo (sienelės storis 5-7 mm). Norėdami tai padaryti, pagal dydį supjaustomos penkios tekstolito plokštės. Suklijuojamas stačiakampis (epoksidiniais klijais), kurio apatinė dalis lieka atvira.

Maždaug tokios organinio stiklo plokštės sudaro vandenilio generatoriaus kuro elemento korpusą. Tiesa, čia parodyta kiek kitokia inžinerijos versija – skirta surinkimui ir tvirtinimui varžtais

Viršutinėje stačiakampio pusėje yra išgręžtas reikiamas skaičius mažų skylučių elektrodų plokščių kotams, viena maža skylė lygio jutikliui ir viena 10-15 mm skersmens skylė vandenilio išleidimui.

Stačiakampio viduje dedamos elektrodų plokštės, kurių kontaktiniai kotai išvedami per viršutinės plokštės angas už ląstelės ribų. Vandens lygio jutiklis sumontuotas esant 80% ląstelių užpildymui. Visi tekstolito plokštės perėjimai (išskyrus vandenilio išleidimo angą) užpildomi epoksidiniais klijais.

Nuotraukoje pavaizduotų generatoriaus modulių dizaino ypatybė yra jų cilindrinė konstrukcija. Šio miniatiūrinio energijos šaltinio elektrodai taip pat suprojektuoti skirtingai.

Vandenilio išleidimo anga turi būti su tvirtinimo detale – užfiksuokite ją mechaniškai sandarikliu arba priklijuokite. Surinktas vandenilio generavimo elementas dedamas į pagrindinį įrenginio korpusą ir kruopščiai užsandarinamas išilgai viršutinio perimetro (vėlgi galima naudoti epoksidinę dervą).

Tai buvo pasirinktas vandenilio generatoriaus atvejis kitam eksperimentiniam projektui. Paprasta idėja yra patraukli, tačiau ši parinktis vargu ar tiks galingai stočiai, skirtai privataus namo patalpoms šildyti

Tačiau prieš įdėdami elementą į vidų, reikia paruošti generatoriaus korpusą:

• padarykite vandens tiekimą dugno srityje;
• padarykite viršutinį dangtelį tvirtinimo detalėmis;
• pasirinkti patikimą sandarinimo medžiagą;
• uždėkite elektros gnybtų bloką ant dangčio;
• ant dangčio uždėkite vandenilio kolektorių.

Rezultatas turėtų būti iš dalies paruoštas vandenilio generatorius po:

1. Kuro elementas pakraunamas į korpusą.
2. Elektrodai prijungiami prie dangtelio gnybtų bloko.
3. Vandenilio išleidimo anga yra prijungta prie vandenilio kolektoriaus.
4. Dangtis montuojamas ant korpuso per sandariklį ir tvirtinamas.

Belieka prijungti vandenį ir papildomus modulius.

Vandenilio generatoriaus papildai

Naminis vandenilio gamybos įrenginys turi būti papildytas pagalbiniais moduliais. Pavyzdžiui, vandens tiekimo modulis, kuris funkcionaliai derinamas su lygio jutikliu, sumontuotu generatoriaus viduje.

Paprasčiausia forma tokį modulį vaizduoja vandens siurblys ir valdymo valdiklis. Siurblį valdo valdiklis pagal jutiklio signalą, priklausomai nuo vandens lygio kuro elemento viduje.

Papildomi konstrukciniai elementai, kurie turi būti įtraukti į bet kurios vandenilio stoties ir net eksperimentinės konstrukcijos projektą. Vandenilio generatorius negali būti eksploatuojamas be automatikos, valdymo ir apsaugos įtaisų.

Taip pat pageidautina turėti įtaisą, reguliuojantį elektros srovės dažnį ir įtampos lygį, tiekiamą į kuro elemento darbinių elektrodų gnybtus.Mažiausiai elektros modulyje turi būti įtampos stabilizatorius ir apsauga nuo viršsrovių.

Paprasčiausia vandenilio kolektorius atrodo kaip vamzdis su vožtuvu, manometru, Patikrink vožtuvą. Vandenilis paimamas iš kolektoriaus per atbulinį vožtuvą ir iš tikrųjų gali būti tiekiamas vartotojui.

Vandenilio kolektorius ir manometras yra neatskiriamos vandenilio gamyklos dalys, užtikrinančios dujų paskirstymą ir slėgio valdymą

Tačiau praktiškai viskas yra šiek tiek sudėtingiau. Vandenilis yra sprogios dujos, turinčios aukštą degimo temperatūrą. Todėl tiesiog pumpuoti vandenilį į šildymo katilo sistemą kaip kurą neveiks.

Montavimo kokybės kriterijai

Namuose itin sunku surinkti kokybišką, efektyvų ir produktyvų instaliaciją. Pavyzdžiui, net jei atsižvelgsime į tokį kriterijų, kaip metalas, iš kurio gaminamos elektrodų plokštės ar vamzdeliai, jau yra rizika susidurti su problemomis.

Elektrodų ilgaamžiškumas priklauso nuo metalo tipo ir jo savybių. Žinoma, galite naudoti tą patį nerūdijantį plieną, tačiau tokių elementų tarnavimo laikas bus trumpas.

Savotiška vandenilio generatoriaus elektrodų plokštelių parodija. Plokštės yra paimtos iš įprasto kintamo kondensatoriaus, kuris yra pagamintas iš aliuminio. Tokių elektrodų užteks lygiai pusvalandžiui veikti net kaip nedidelės eksperimentinės sistemos dalis

Montavimo matmenys taip pat vaidina svarbų vaidmenį. Reikalingi didelio tikslumo skaičiavimai, atsižvelgiant į reikiamą galią, vandens kokybę ir kitus parametrus.

Taigi, jei tarpas tarp darbinių elektrodų yra už apskaičiuotos vertės ribų, vandenilio generatorius gali visai neveikti. Blogiausiu atveju galia, kuriai buvo atliktas skaičiavimas, bus kelis kartus mažesnė.

Projektuojant vandenilio generatorių, svarbus netgi laido, jungiančio elektrodus su maitinimo šaltiniu, skerspjūvis. Tiesa, tai susiję su saugiu įrenginio veikimu. Tačiau į šią dizaino detalę taip pat reikėtų atsižvelgti įrengiant namus.

Grįžtant prie saugaus sistemos veikimo, taip pat nereikėtų pamiršti apie vadinamojo vandens sandariklio įvedimą į dizainą, kuris neleidžia dujoms judėti atgal.

Nepaisant gana įspūdingo naminių vandenilio generatorių patobulinimų skaičiaus, tikrai veiksmingo varianto dar nėra. Visi modeliai yra prastesni už gamyklinę įrangą

Pramoninis generatorius

Pramoninės gamybos lygiu pamažu įsisavinamos ir plėtojamos buitinių vandenilio generatorių gamybos technologijos. Paprastai gaminamos buitinės energijos stotys, kurių galia neviršija 1 kW.

Toks prietaisas skirtas gaminti vandenilio kurą nepertraukiamai veikiant ne ilgiau kaip 8 valandas. Jų pagrindinis tikslas yra energijos tiekimas šildymo sistemoms.

Taip pat kuriami ir gaminami įrenginiai, skirti eksploatuoti daugiabučiuose namuose. Tai jau galingesnės konstrukcijos (5-7 kW), kurių paskirtis – ne tik šildymo sistemų energija, bet ir elektros gamyba. Šis derinio variantas greitai populiarėja Vakarų šalyse ir Japonijoje.

Kombinuoti vandenilio generatoriai pasižymi dideliu efektyvumu ir mažu anglies dvideginio išmetimu.

Realiai pramoniniu būdu pagamintos stoties, kurios galia iki 5 kW, pavyzdys. Ateityje panašios instaliacijos planuojamos įrengti kotedžus ir daugiabučius

Rusijos pramonė taip pat pradėjo užsiimti šia perspektyvia kuro gamyba. Visų pirma, „Norilsk Nickel“ įvaldo vandenilio įrenginių, įskaitant buitinius, gamybos technologijas.

Kuriant ir gaminant planuojama naudoti įvairius kuro elementų tipus:

• protonų mainų membrana;
• ortofosforo rūgštis;
• protonų mainų metanolis;
• šarminis;
• kietas oksidas.

Tuo tarpu elektrolizės procesas yra grįžtamas. Šis faktas rodo, kad galima gauti jau pašildytą vandenį nedeginant vandenilio.

Panašu, kad tai tik dar viena idėja, kurios įsisavinus galima pradėti naują aistrų ratą, susijusį su nemokama kuro gamyba jūsų namų katilui.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Eksperimentuodami namuose su naminiais modeliais, turite pasiruošti netikėčiausiems rezultatams, tačiau neigiama patirtis taip pat yra patirtis:

„Pasidaryk pats“ vandenilio generatoriai namams vis dar yra projektas, egzistuojantis vienos idėjos lygiu. Praktiškai įgyvendintų „pasidaryk pats“ vandenilio generatorių projektų nėra, o tie, kurie yra išdėstyti internete, yra jų autorių vaizduotė arba grynai teoriniai variantai.

Taigi galime pasikliauti tik brangiu pramoniniu produktu, kuris žada pasirodyti artimiausiu metu.

Ar žinote originalų vandenilio generatoriaus modelį, kuris nėra aprašytas straipsnyje? Galbūt norite pasidalinti vertinga informacija, kuri pravers namų meistrams? Rašykite komentarus žemiau esančiame bloke, dėkite nuotraukas šia tema, išsakykite savo nuomonę.