Mnohí sú zvyknutí veriť, že zemný plyn je najdostupnejší a najhospodárnejší typ paliva. Ale ukázalo sa, že tento produkt má dobrú alternatívu – vodík. Získava sa štiepením vody. Počiatočná zložka na získanie takéhoto paliva sa získava bezplatne. Vodíkový horák pre vykurovací kotol pre domácich majstrov vám pomôže veľa ušetriť a nemyslieť na to, že pôjdete do obchodu. Existujú špeciálne pravidlá a metódy na vytvorenie technického zariadenia určeného na výrobu vodíka.
Ako sa vyrába vodík?
Informácie o výrobe vodíka často poskytujú učitelia chémie deťom na strednej škole. Spôsob jeho extrakcie z čistej vody v chémii sa nazýva elektrolýza. Práve pomocou takejto chemickej reakcie je možné získať vodík.
Zariadenie s jednoduchým dizajnom vyzerá ako samostatná nádoba naplnená tekutinou. Pod vrstvou vody sú dve plastové elektródy. Sú zásobované elektrickou energiou. Vzhľadom na to, že voda má vlastnosť elektrickej vodivosti, medzidosky vyrovnávajú kontakt s minimálnym odporom.
Prúd prechádzajúci vytvoreným vodným odporom vedie k vzniku chemickej reakcie, v dôsledku ktorej vzniká požadovaný vodík.
V tejto fáze sa všetko zdá veľmi jednoduché – zostáva len zhromaždiť výsledný vodík, aby sme ho mohli použiť ako zdroj energie. Ale chémia nemôže existovať bez malých detailov. Je dôležité si uvedomiť, že ak sa vodík spája s kyslíkom, potom pri určitej koncentrácii vzniká výbušná zmes. Tento stav látok sa považuje za kritický, čo obmedzuje človeka pri vytváraní najvýkonnejších staníc domáceho typu.
Ako funguje vodíkový horák?
Na vytvorenie vlastných generátorov na vodíkový pohon sa ako základ najčastejšie používa klasická Brownova schéma inštalácie. Elektrolyzér tohto typu má priemerný výkon a zahŕňa niekoľko skupín článkov, z ktorých každý má zase skupinu plastových elektród. Výkon vytvorenej inštalácie bude závisieť od celkovej plochy plastových elektród.
Články sú inštalované v kontajneri, ktorý je kvalitatívne chránený pred vonkajšími faktormi. Na tele zariadenia sú upevnené špeciálne rúrky na pripojenie vodovodného potrubia, výstupu vodíka, ako aj kontaktného panelu, ktorý slúži ako zdroj elektrického prúdu.
Vlastne vyrobený vodíkový horák podľa Brownovej schémy okrem všetkého vyššie uvedeného obsahuje samostatné vodné tesnenie a spätný chodventil. Pomocou takýchto častí sa dosiahne úplná ochrana zariadenia pred uvoľňovaním vodíka. Je to táto schéma, ktorú mnohí majstri používajú pri vytváraní vodíkovej inštalácie na vykurovanie domácej oblasti.
Vodíkové domáce vykurovanie
Vytvoriť kyslíkovo-vodíkový horák vlastnými rukami nie je také jednoduché, vyžaduje si to určité úsilie a trpezlivosť. Ak chcete zhromaždiť správne množstvo vodíka na vykurovanie domu, musíte použiť výkonnú elektrolýzu a tiež zásobiť sa obrovským množstvom elektrickej energie.
Špecialisti upozorňujú, že čoskoro nebude možné kompenzovať spotrebovanú elektrickú energiu pomocou hotovej inštalácie doma.
Vodíková stanica na domáce použitie
Ako si vyrobiť vodíkový horák vlastnými rukami? Táto otázka je naďalej najobľúbenejšia medzi majiteľmi súkromných domov, ktorí sa snažia vytvoriť spoľahlivý a kvalitný zdroj vykurovania. Najbežnejším spôsobom vytvorenia takéhoto zariadenia je nasledujúca možnosť:
- predpripravte vzduchotesnú nádobu;
- vytvárajú sa tanierové alebo rúrkové elektródy;
- je plánovaný dizajn zariadenia: spôsob jeho ovládania a vybavenia prúdom;
- príprava dodatočných modulov na pripojenie k zariadeniu;
- kúpiť špeciálne diely (spojky, hadice, rozvody).
Samozrejme, majster bude určite potrebovať nástroje, vrátane špeciálnychzariadenia, frekvenčný čítač alebo osciloskop. Po príprave všetkých nástrojov a materiálov môže majster pristúpiť k samotnému vytvoreniu vodíkového vykurovacieho horáka pre domáce použitie.
Schéma na vytvorenie zariadenia
V prvej fáze vytvárania vodíkového horáka na vykurovanie domu musí majster vyrobiť špeciálne články určené na výrobu vodíka. Palivový článok sa vyznačuje kompletnosťou (o niečo menšou ako je dĺžka a šírka tela generátora), takže nezaberá príliš veľa miesta. Výška bloku s elektródami vo vnútri dosahuje 2/3 výšky hlavného telesa, v ktorom sú nainštalované hlavné časti konštrukcie.
Bunka môže byť vytvorená z plexiskla alebo textolitu (hrúbka steny sa pohybuje od 5 do 7 milimetrov). Na tento účel sa textolitová doska rozreže na päť rovnakých častí. Ďalej sa z nich vytvorí obdĺžnik a okraje sa prilepia epoxidovým lepidlom. Spodná časť výsledného tvaru by mala zostať otvorená.
Z takýchto platní je zvykom vytvárať telo palivového článku vodíkového ohrievača. Ale v tomto prípade odborníci používajú trochu iný spôsob montáže pomocou skrutiek.
Na vonkajšej strane hotového obdĺžnika sú vyvŕtané malé otvory na uchytenie elektródových dosiek, ako aj jeden malý otvor pre snímač hladiny. Pre pohodlné uvoľnenie vodíka bude potrebný ďalší otvor so šírkou 10 až 15 milimetrov.
Vo vnútri je vložená elektróda platina, ktorej kontaktné konceprejdite cez vyvŕtané otvory v hornej časti obdĺžnika. Ďalej je zabudovaný snímač hladiny vody na približne 80 percent naplnenia bunky. Všetky voľné otvory v textolitovej platni (okrem tej, z ktorej bude vychádzať vodík) sú vyplnené epoxidovým lepidlom.
Generátorové bunky
Pri vytváraní generátora vodíka sa najčastejšie používa valcový tvar modulov. Elektródy v tomto dizajne sú vyrobené trochu iným spôsobom.
Otvor, z ktorého vychádza vodík, musí byť dodatočne vybavený špeciálnou armatúrou. Upevňuje sa paspartou alebo lepí. Hotový článok na výrobu vodíka je zabudovaný do tela ohrievača a zhora utesnený (v tomto prípade môžete použiť aj epoxidovú živicu).
Telo nástroja
Kryt vodíkového generátora na domáce použitie je celkom jednoduchý. Ale použitie takéhoto dizajnu pre vysokovýkonné stanice nebude fungovať, pretože jednoducho nemôže vydržať zaťaženie.
Pred inštaláciou hotovej bunky dovnútra by malo byť puzdro dobre pripravené. Na to potrebujete:
- vytvorte zásobu tekutiny v spodnej časti krytu;
- vybavte horný kryt pohodlnými a spoľahlivými upevňovacími prvkami;
- vyberte si dobrý tesniaci materiál;
- nainštalujte elektrickú svorkovnicu na kryt;
- vybavte veko zberačom vodíka.
Záverečná fáza
Na konci práce bude majster môcť prijímaťvysokokvalitný a spoľahlivý generátor vodíka pre vykurovací systém súkromného domu. Zostávajú už len posledné úpravy:
- nainštalujte hotový palivový článok do hlavného tela zariadenia;
- pripojte elektródy ku svorkovnici krytu prístroja;
- Zástrčka nainštalovaná na výstupe vodíka by mala byť pripojená k rozdeľovaču vodíka;
- kryt je položený na vrchu tela zariadenia a pripevnený cez tesnenie.
Teraz je vodíkový generátor plne funkčný. Majiteľ súkromného domu môže bezpečne pripojiť vodu a prídavné moduly pre pohodlné vykurovanie súkromného domu.
Zmluvné podmienky zariadenia
Vodíkový horák na šperky pre domácnosť by mal mať ďalšie vstavané moduly. Mimoriadny význam má modul na zásobovanie vodou, ktorý je kombinovaný so snímačom hladiny vody zabudovaným v samotnom generátore vodíka. Najjednoduchšie modely sú vodné čerpadlo a riadiaci regulátor. Čerpadlo je riadené ovládačom prostredníctvom signálu snímača v závislosti od množstva kvapaliny v palivovom článku.
Pomocné prvky sú veľmi dôležité pre akýkoľvek návrh vykurovania. Je zakázané a dokonca nebezpečné používať generátor na báze vodíka bez automatických riadiacich a ochranných modulov.
Odborníci odporúčajú zakúpiť si špeciálny systém, ktorý reguluje frekvenciu dodávaného elektrického prúdu a úroveň napätia. To je dôležité pre normálne fungovanie pracovných elektród vo vnútri palivového článku. Aj v modulebyť stabilizátorom napätia a nadprúdovou ochranou.
Zberač vodíka je trubica, v ktorej je zabudovaný špeciálny ventil, manometer a spätný ventil. Z kolektora sa vodík dodáva do miestnosti cez špeciálny spätný ventil.
Tlakomer a zberač vodíka sú veľmi dôležité časti vo vodíkovom generátore, pomocou ktorých sa plyn rovnomerne rozdeľuje po miestnosti a kontroluje sa celková úroveň tlaku.
Každý spotrebiteľ by si mal pamätať, že vodík zostáva výbušným plynom s vysokou teplotou spaľovania. Z tohto dôvodu je zakázané jednoducho vziať a naplniť dizajn ohrievača vodíkom.
Ako určiť kvalitu inštalácie?
Samostatne vytvoriť vysokokvalitné a bezpečné vykurovacie zariadenie pre domácnosť je náročná úloha, ktorú nezvládne každý. Napríklad, aj keď vezmeme do úvahy kov, z ktorého sú vyrobené rúrky zariadenia a elektródové dosky, človek už môže čeliť mnohým ťažkostiam.
Životnosť vstavaných elektród priamo závisí od typu kovu a jeho základných vlastností. Samozrejme, môžete použiť rovnakú nehrdzavejúcu oceľ, ale prevádzka takýchto častí bude krátkodobá. Teplota vodíkového horáka by mala byť okolo 5000 K.
Merania sú mimoriadne dôležité. Všetky výpočty by sa mali vykonávať čo najpresnejšie, berúc do úvahy požadovaný výkon, kvalitu privádzanej vody a ďalšie kritériá. Ak sa veľkosť otvoru medzi elektródami nezhodujepri výpočtoch sa generátor vodíka nemusí vôbec spustiť.
