- Izvēlētie lietošanas punkti
- Nepieciešamā veiktspēja
- Gāzes ģeneratoru priekšrocības un trūkumi
- Ūdeņraža apkure: mīts vai realitāte?
- Ūdeņraža ūdens mājās
- Kā darbojas samontētā konstrukcija?
- 3 Ekonomiskā iespējamība
- Pašdarināts elektrolizators automašīnai
- 2 Ierīce un darbības princips
- Enerģijas nezūdamības likums ↑
- Kā ar savām rokām izveidot ūdeņraža sildīšanu
- Apkures ar ūdeņradi iezīmes
- Plusi un mīnusi ūdeņraža apkurei mājās
- Ūdeņraža iekārtas iekārta un darbības princips mājas apkurei
- Ūdeņraža dzinējs: veidi, ierīce, darbības princips
- ŪDEŅRAŽA DZINĒJU VEIDI
- IERĪCE UN DARBĪBAS PRINCIPS
- Ūdeņraža degvielas šūnu dzinējs
Izvēlētie lietošanas punkti
Pirmkārt, vēlos atzīmēt, ka tradicionālā dabasgāzes vai propāna sadedzināšanas metode mūsu gadījumā nav piemērota, jo HHO sadegšanas temperatūra pārsniedz ogļūdeņražu temperatūru vairāk nekā trīs reizes. Kā jūs saprotat, konstrukcijas tērauds ilgstoši neizturēs šādu temperatūru. Pats Stenlijs Meiers ieteica izmantot neparasta dizaina degli, kura diagrammu mēs piedāvājam tālāk.
S. Meijera izstrādātā ūdeņraža degļa shēma
Visa šīs ierīces viltība slēpjas faktā, ka HHO (diagrammā apzīmēts ar skaitli 72) caur vārstu 35 nonāk sadegšanas kamerā. Degošais ūdeņraža maisījums paceļas pa kanālu 63 un vienlaikus veic izmešanas procesu, piesaistot āra gaisu. caur regulējamiem caurumiem 13 un 70. Zem vāciņa 40 tiek aizturēts noteikts daudzums sadegšanas produktu (ūdens tvaiku), kas caur kanālu 45 nonāk sadegšanas kolonnā un sajaucas ar degošo gāzi. Tas ļauj vairākas reizes samazināt degšanas temperatūru.
Otrs punkts, uz kuru vēlos vērst jūsu uzmanību, ir šķidrums, kas jāielej instalācijā. Vislabāk ir izmantot sagatavotu ūdeni, kas nesatur smago metālu sāļus. Ideāls variants ir destilāts, ko var iegādāties jebkurā auto veikalā vai aptiekā.
Lai elektrolizators darbotos veiksmīgi, ūdenim pievieno kālija hidroksīdu KOH ar ātrumu aptuveni viena ēdamkarote pulvera uz vienu spaini ūdens.
Un trešā lieta, uz kuru mēs īpaši uzsveram, ir drošība. Atcerieties, ka ūdeņraža un skābekļa maisījumu nejauši nesauc par sprādzienbīstamu. HHO ir bīstams ķīmisks savienojums, kas, ja ar to rīkojas neuzmanīgi, var izraisīt sprādzienu. Ievērojiet drošības noteikumus un esiet īpaši uzmanīgi, eksperimentējot ar ūdeņradi. Tikai šajā gadījumā "ķieģelis", no kura sastāv mūsu Visums, ienesīs jūsu mājās siltumu un komfortu.
Mēs ceram, ka raksts jums ir kļuvis par iedvesmas avotu un jūs, atrotījis piedurknes, sākat ražot ūdeņraža kurināmā elementu. Protams, visi mūsu aprēķini nav galīgā patiesība, tomēr tos var izmantot, lai izveidotu ūdeņraža ģeneratora darba modeli.Ja vēlaties pilnībā pāriet uz šāda veida apkuri, tad jautājums būs jāizpēta sīkāk. Iespējams, tieši jūsu instalācija kļūs par stūrakmeni, pateicoties kam beigsies enerģijas tirgu pārdale, un lēts un videi draudzīgs siltums ienāks katrā mājā.
Nepieciešamā veiktspēja
Lai patiešām taupītu degvielu, automašīnas ūdeņraža ģeneratoram katru minūti jārada gāze ar ātrumu 1 litrs uz 1000 dzinēja tilpuma. Pamatojoties uz šīm prasībām, tiek izvēlēts reaktora plākšņu skaits.
Lai palielinātu elektrodu virsmu, virsmu nepieciešams apstrādāt ar smilšpapīru perpendikulārā virzienā. Šī apstrāde ir ārkārtīgi svarīga – tā palielinās darba zonu un izvairīsies no gāzes burbuļu "pielipšanas" pie virsmas.
Pēdējais noved pie elektroda izolācijas no šķidruma un novērš normālu elektrolīzi. Neaizmirstiet, ka elektrolizatora normālai darbībai ūdenim jābūt sārmainam. Parastā soda var kalpot kā katalizators.
Gāzes ģeneratoru priekšrocības un trūkumi
Rūpnīcā ražots sadzīves gāzes ģenerators maksās 1,5–2 reizes vairāk nekā parasts cietā kurināmā katls. Vai ir vērts tērēt naudu šai "brīnuma tehnikai"?
Starp gāzes ģeneratoru izmantošanas priekšrocībām ir:
- krāsnī iepildītās degvielas pilnīga sadedzināšana un minimālais pelnu daudzums;
- salīdzinoši augsta efektivitāte, strādājot kopā ar iekšdedzes dzinēju vai gāzes katlu;
- plašs cietā kurināmā klāsts;
- darbības vienkāršība un nav nepieciešams nepārtraukti uzraudzīt iekārtas darbību;
- laika intervāls starp krāsns pārstartēšanu ir līdz dienai uz malkas un līdz nedēļai uz oglēm;
- nežāvētas koksnes izmantošanas iespēja - slapjās izejvielas var izmantot tikai dažos gāzes ģeneratoru modeļos;
- ierīces videi draudzīgums - šai ierīcei nav izplūdes caurules, visa radītā gāze nonāk tieši dzinēja vai katla sadegšanas kamerā.
Izmantojot slapju malku, ģenerators darbosies, bet gāzes ražošana samazināsies par 20-25%. Produktivitātes kritums ir saistīts ar dabīgā mitruma iztvaikošanu no koksnes.
Tas noved pie temperatūras pazemināšanās krāsnī, kas palēnina pirolīzes procesu. Pirms ievietošanas pirolīzes kamerā baļķus vislabāk ir rūpīgi izžāvēt. Rūpnieciskās iekārtas ir pilnībā automatizētas, degvielu tām piegādā svārps no blakus esošā konteinera.
Paštaisīts gāzes ģenerators neiepriecina ar šādu autonomiju, taču tas ir arī diezgan vienkārši darbināms. Tikai laiku pa laikam ir nepieciešams to ielādēt ar degvielu līdz acs āboliem.
Gāzes ģeneratora darba temperatūra sasniedz 1200–1500 ° C, tā korpusam jābūt izgatavotam no materiāliem, kas spēj izturēt šādas slodzes
Gāzes ģeneratoram ir mazāk trūkumu, taču tie ir:
- slikta ģenerētās gāzes apjomu regulēšana - kad temperatūra krāsnī samazinās, pirolīze apstājas un degoša gāzu maisījuma vietā izejā veidojas sveķu maisījums;
- apgrūtinoša uzstādīšana - pat mājās gatavots gāzes ģenerators ar vidējo jaudu 10–15 kW aizņem diezgan lielu vietu;
- aizdegšanās ilgums - pirms reaktors ražos pirmo gāzi, paies 20-30 minūtes.
Pēc “uzsilšanas” ģenerators konsekventi ražo noteiktu daudzumu gāzes maisījuma, kas jāsadedzina vai jāizmet gaisā.Lai izgatavotu šo ierīci ar savām rokām, jums būs nepieciešami spēcīgi gāzes baloni vai biezs tērauds, un tā ir liela nauda. Bet tas viss atmaksājas ar ģeneratora efektivitāti un sākotnējās degvielas lētumu.
Daži gāzes ģeneratoru modeļi ir aprīkoti ar gaisa pūtēju, bet citi nav. Pirmā iespēja ļauj palielināt instalācijas jaudu, bet piesaista to elektrotīklam. Ja nepieciešams neliels ģenerators ēdiena gatavošanai dabā, tad var iztikt ar kompaktu agregātu bez gaisa pūtēja.
Lielākā daļa paštaisīto gāzes ražošanas iekārtu darbojas dabiskās vilkmes dēļ.
Pārnēsājams gāzes ģenerators ar jaudu 2,4 kW, kas strādā pie koka, ļauj ērti pagatavot vakariņas ārpus pilsētas, prom no civilizācijas (+)
Lai apsildītu privātmāju, būs nepieciešama jaudīgāka un gaistošāka ierīce. Taču šajā gadījumā ir vērts parūpēties par rezerves elektroenerģijas ģeneratoru, lai pa nakti, ja tīklā notiek avārija, nepaliktu gan bez elektroapgādes, gan apkures.
Ūdeņraža apkure: mīts vai realitāte?
Metināšanas ģenerators šobrīd ir vienīgais praktiskais pielietojums elektrolītiskajai ūdens sadalīšanai. Nav vēlams to izmantot mājas apkurei, un lūk, kāpēc. Enerģijas izmaksas gāzes liesmas darbu laikā nav tik svarīgas, galvenais, lai metinātājam nav jānēsā smagi baloni un jāmācās ar šļūtenēm. Cita lieta ir mājas apkure, kur katrs santīms ir svarīgs. Un šeit ūdeņradis zaudē visiem pašreiz esošajiem degvielas veidiem.
Sērijveida metināšanas ģeneratori maksā daudz naudas, jo tajos tiek izmantoti elektrolīzes katalizatori, kas ietver platīnu.Ūdeņraža ģeneratoru var izgatavot ar savām rokām, taču tā efektivitāte būs vēl zemāka nekā rūpnīcas ģeneratoram. Noteikti izdosies iegūt degošu gāzi, taču maz ticams, ka ar to pietiks vismaz vienas lielas telpas apsildīšanai, nemaz nerunājot par visu māju. Un, ja pietiek, jums būs jāmaksā pasakaini elektrības rēķini.
Tā vietā, lai tērētu laiku un pūles, lai iegūtu bezmaksas degvielu, kas a priori nepastāv, ir vieglāk izveidot vienkāršu elektrodu katlu ar savām rokām. Jūs varat būt pārliecināti, ka šādā veidā jūs patērēsit daudz mazāk enerģijas ar lielāku labumu. Taču mājas meistari – entuziasti vienmēr var iemēģināt roku un mājās salikt elektrolizatoru, lai veiktu eksperimentus un par visu pārliecinātos. Viens no šiem eksperimentiem ir parādīts videoklipā:
Ūdeņraža ūdens mājās
Teorētiski jūs varat izveidot ūdeņraža ģeneratoru ar savām rokām mājās. Bet tam ir jābūt īpašām zināšanām, jābūt atbilstošam aprīkojumam.
Ir divas iespējas:
- Piesātinājums ir ūdens bagātināšanas process ar molekulāro skābekli. Pēc gāzēto dzērienu ražošanas principa.
- Elektrolīze ir process, kurā strāva tiek izvadīta caur šķidru vidi. Tehnikas būtība ir ūdens reakcijā ar metāliem.
Mājas ģeneratora darbības princips ir parādīts attēlā:
Vienkāršākais elektrolizators sastāv no:
- biezu sienu tvertne (reaktors);
- metāla elektrodi, kas savienoti ar elektrotīklu;
- ūdens slēdzene;
- gāzes izplūdes caurule;
- degļi.
Kā izveidot ūdeņraža ģeneratoru:
- Iegremdējiet metāla elektrodus ūdens traukā, pieslēdziet spriegumu. Sāls (vai sārma vai skābes) pievienošana ūdenim uzlabos reakciju.
- Notiks reakcija, kuras rezultātā katoda tuvumā sāks izdalīties ūdeņradis (mīnus), bet skābeklis pie anoda (plus).
- Gāzes tiek sajauktas un nonāk caurulē, caur kuru tās tiek nosūtītas uz ūdens blīvējumu (hidraulisko blīvējumu). Ūdens blīvējuma mērķis ir novērst uzliesmojumu reaktorā, atdalīt ūdens tvaikus.
- Bīstamā gāze no otrās tvertnes tiek pārnesta uz degli, kur tā izdeg. Rezultāts ir ūdens.
Ūdeņraža ģeneratora izveide praksē ir šāda:
- Sagatavo visu nepieciešamo: 2 platu stikla pudeles, vāciņus tām, pilinātāju sistēmu, 20 pašvītņojošas skrūves, 2 plakanus koka kociņus, stieples.
- Savienojiet koka nūjas ar pašvītņojošām skrūvēm ar galiem dažādos virzienos. Lodējiet pašvītņojošo skrūvju galviņas un pievelciet tām vadus. Iegūstiet improvizētus elektrodus.
- Izvelciet cauruli no pilinātāja un stieples perforētajā pudeles vāciņā. Blīvējiet ar līmes pistoli.
- Ievietojiet elektrodus traukā un uzskrūvējiet vāku.
- Caur 2 caurumiem otrā vākā izvelciet caurules no pilinātāja. Ielejiet ūdeni pudelē, uzskrūvējiet vāciņu.
- Ielejiet reaktorā ūdeni, pievienojot sāli.
- Ieslēdziet strāvas avotu (līdzstrāvu, piemēram, automašīnas akumulatoru, strāvas adapteri).
- Tiklīdz parādās burbuļi, reakcija ir sākusies. Noregulējiet spriegumu. Aizdedziet izplūstošo gāzi.
Plašāku informāciju par to, kā pats izgatavot ūdeņraža ģeneratoru, skatiet videoklipā:
Bet vai ir jēga būt neizpratnē par neatkarīgu ūdens jonizatora izveidi ar savām rokām, kad ir vieglāk un lētāk iegādāties gatavu?
Kā darbojas samontētā konstrukcija?
PWM tiek pielikts spriegums, regulators ģenerē spriegumu ar nepieciešamo frekvenci. Gāzes ražošanas auglīgums ir atkarīgs no tā, kāda būs frekvence.Pēc tam nerūsējošā tērauda caurulēm vai plāksnēm, kas satur ūdeni, tiek pielikts spriegums. Tajās strāvas ietekmē izdalās "grabulis". Tad tas caur elastīgām caurulēm nonāk žāvētāja tvertnē. Un jau no žāvētāja gāze tiek piegādāta gaisa padeves ķēdei.
Šādu instalāciju var izmantot apkurei: garāžu kooperatīviem, lauku mājām, tas viss ir atkarīgs no jūsu iztēles lidojuma. Lai izmantotu šo instalāciju mājas apkurei, cietā kurināmā vai gāzes katls jāpārveido par Brauna gāzi. Ja jūs joprojām nolemjat montēt un aktīvi izmantot šo mājās gatavoto instalāciju, jūs iegūsit lētu degvielu. Un videi draudzīgs produkts, kas nepiesārņo gaisu. Saliekot Brown's gāzes ģeneratoru, jums būs jautājumi. Šeit mēs atbildēsim uz visbiežāk uzdotajiem jautājumiem.
Kādu ūdeni man vajadzētu lietot, parasto krāna ūdeni vai destilētu ūdeni?
Varat izmantot krāna ūdeni, ja tas nesatur smagos metālus vai destilētu. Bet vislabākais efekts tiek sasniegts, izmantojot nātrija hidroksīda šķīdumu, kas pievienots destilētam ūdenim. Jāievēro proporcija, uz desmit litriem ūdens jāpievieno viena ēdamkarote nātrija hidroksīda un rūpīgi jāsamaisa.
Kādu metālu izmantot?
Dažādās rokasgrāmatās un rokasgrāmatās viņi raksta, ka jāizmanto tikai reti metāli.
Jūs tiekat maldināti. Var izmantot jebkuru nerūsējošo tēraudu. Vislabākos rezultātus, strādājot ar tēraudu, uzrādīja feromagnētiskais tērauds, kas nepiesaista nevajadzīgu gružu daļiņas. Vēl viens svarīgs punkts, galvenais, izvēloties metālu, ir dot priekšroku nerūsējošajam tēraudam un lai tas nebūtu pakļauts oksidācijai.
Cik izturīgas ir elektrodu plāksnes?
Plāksnes nav jāmaina pret jaunām, jo tās ekspluatācijas laikā nemaz netiek iznīcinātas.
Kas jādara, lai sagatavotu elektrodu plāksnes? Un kā to izdarīt pareizi?
Pirmkārt, pirms plākšņu montāžas tās ļoti rūpīgi jānomazgā ziepju šķīdumā, un pēc tam to virsma jāapstrādā ar spirtu saturošu vielu (degvīnu vai spirtu). Elektrolizators kādu laiku ir "jādarbina", periodiski nomainot netīro ūdeni ar tīru ūdeni. Turpiniet, līdz ūdens ir nomazgājis visus netīrumus. Ja ūdens ir pietiekami tīrs, iekārta nesakarst.
Ja elektrolizatoru salikāt pareizi, tad, to lietojot, ūdens un plāksnes nesasils.
Ir svarīgi nepārkarsēt elektrolizatoru virs 65 grādiem. Ja temperatūra paaugstinās virs noteiktās temperatūras, tad pie plāksnēm pielips netīrumi, metāli ar minerālvielām. Un tie būs jānoņem ar smilšpapīru vai jāaizstāj ar jauniem.
Un tie būs jānoņem ar smilšpapīru vai jāaizstāj ar jauniem.
3 Ekonomiskā iespējamība
Mājās ir ļoti grūti izgatavot augstas kvalitātes ūdeņraža rūpnīcu. Kapteinim būs jāņem vērā daudz parametru. Piemēram, jums ir precīzi jāizvēlas metāls elektrodiem. Tam jābūt noteiktām īpašībām.
Tāpat, montējot hidrolizatoru, jāievēro montāžas izmēri. Lai tos iegūtu, ir jāveic sarežģīti aprēķini, ņemot vērā ūdens kvalitāti, nepieciešamo izejas jaudu utt.
Ierīces ražošanā svarīgs ir pat to vadu šķērsgriezums, caur kuriem elektrodiem tiek piegādāta strāva.Šeit nav runa par ģeneratora veiktspēju, bet gan par tā darbības drošību, taču šī svarīgā nianse ir jāņem vērā.
Galvenā šādu ierīču problēma ir augstās elektroenerģijas izmaksas ūdeņraža oksidīna ražošanai. Tie pārsniedz enerģiju, ko var iegūt, sadedzinot šādu degvielu.
Ūdeņraža iekārtas cena mājai zemās efektivitātes dēļ padara šīs gāzes ražošanu un turpmāko izmantošanu apkurei nerentablu. Nekā tērējot elektroenerģiju, ir vieglāk uzstādīt jebkuru elektrisko katlu. Tas būs efektīvāk.
Kas attiecas uz autotransportu, aina nav īpaši atšķirīga. Jā, jūs varat izveidot hidrolizatoru, lai taupītu degvielu, taču tas samazina drošību un uzticamību.
Vienīgā vieta, kur ūdeņradi var efektīvi izmantot kā degvielu, ir gāzes metināšana. Ūdeņraža ierīces sver mazāk, tās ir kompaktākas par skābekļa baloniem, taču daudz efektīvākas. Turklāt maisījuma iegūšanas izmaksas šeit nespēlē nekādu lomu.
Pašdarināts elektrolizators automašīnai
Internetā var atrast daudzas HHO sistēmu diagrammas, kas, pēc autoru domām, ļauj ietaupīt no 30% līdz 50% degvielas. Šādi apgalvojumi ir pārāk optimistiski, un tos parasti neatbalsta nekādi pierādījumi. Šādas sistēmas vienkāršota diagramma ir parādīta 11. attēlā.
Teorētiski šādai ierīcei būtu jāsamazina degvielas patēriņš tās pilnīgas izdegšanas dēļ. Lai to izdarītu, Brauna maisījums tiek ievadīts degvielas sistēmas gaisa filtrā. Tas ir ūdeņradis un skābeklis, ko iegūst no elektrolizatora, ko darbina automašīnas iekšējais tīkls, kas palielina degvielas patēriņu. Apburtais loks.
Protams, var izmantot PWM strāvas regulatora ķēdi, efektīvāku komutācijas barošanas avotu vai citus trikus, lai samazinātu enerģijas patēriņu. Dažreiz internetā tiek piedāvāts iegādāties elektrolizatora barošanas bloku ar zemu strāvas stiprumu, kas parasti ir muļķīgi, jo procesa veiktspēja ir tieši atkarīga no strāvas stipruma.
Tas ir kā Kuzņecova sistēma, kuras ūdens aktivators ir pazudis, un nav patenta utt. Iepriekš minētajos videoklipos, kur tiek runāts par šādu sistēmu nenoliedzamajām priekšrocībām, praktiski nav pamatotu argumentu. Tas gan nenozīmē, ka idejai nav tiesību pastāvēt, taču apgalvotie ietaupījumi ir "nedaudz" pārspīlēti.
2 Ierīce un darbības princips
Mājas apkuri ar ūdeņradi izstrādāja Itālijas uzņēmums. Zinātniekiem izdevās samazināt degšanas temperatūru, izmantojot katalizatorus no +6000 līdz +300°C, kas ļāva izmantot tradicionālos materiālus apkures katlu ražošanā.
Katla ierīcē ietilpst:
- degvielas sadegšanas kamera;
- siltummainis;
- elektrolizators;
- rezervuārs ūdeņraža ģenerēšanai ar iekšpusē ievietotu elektrolītu;
- divpakāpju aizsargbloks.
Ūdeņraža apkures katli var būt dažādas jaudas. Jo lielāka ir telpas platība, jo lielākai jaudai jābūt. Dažiem katliem ir modulāra sistēma, maksimālais kanālu skaits ūdeņraža enerģijas ģenerēšanai ir 6, katrā kanālā jābūt katalizatoram, lai kanāli varētu darboties neatkarīgi viens no otra.
Ūdeņraža katli darbojas šādi:
- elektrolītiskais šķīdums nonāk elektrolizatorā un elektriskās strāvas ietekmē rodas ūdeņradis, skābeklis un ūdens tvaiki;
- gāzes nonāk ķīmiskajā separatorā, kur no kopējā tilpuma tiek atdalīts ūdeņradis;
- attīrīts ūdeņradis caur divpakāpju aizsargbloku nonāk sadegšanas kamerā, kur notiek ķīmiska reakcija ar ūdeņraža, skābekļa un katalizatoru piedalīšanos;
- reakcijas laikā veidojas ūdens un izdalās siltums, siltums silda siltummaini, kā rezultātā notiek karsēšana, un ūdens atkal nonāk elektrolizatorā.
Enerģijas nezūdamības likums ↑
Dabā viss ir savstarpēji saistīts. Ja kaut kas kaut kur ir atnācis, tas nozīmē, ka tas no kaut kurienes ir aizgājis. Šī tautas gudrība vienkāršotā, bet kopumā korektā veidā apraksta enerģijas nezūdamības likumu. Ūdeņradis, sadedzinot, atbrīvo siltumenerģiju. Bet, lai iegūtu gāzi ar elektrolīzi, jums būs jāiztērē noteikts elektroenerģijas daudzums. Kas savukārt lielākoties tiek iegūts, ģenerējot siltumu citu kurināmo sadegšanas rezultātā. Un, ja mēs ņemam vērā tīro siltumenerģiju, kas nepieciešama elektroenerģijas ražošanai, un enerģiju, ko ūdeņradis dos sadegšanas laikā, pat vismodernākās iekārtas rada dubultus zudumus. Mēs burtiski izmetam pusi naudas. Un tās ir tikai ekspluatācijas izmaksas, taču jārēķinās arī ar ļoti dārgu iekārtu izmaksām.
Vēja-ūdeņraža dirižabļa Aeromodeller II projekts. Beļģu inženieri uzzīmēja skaistu attēlu, atliek to papildināt ar īpašām ekonomiski dzīvotspējīgām tehnoloģijām
Saskaņā ar INEEL pētniecības laboratorijas datiem rūpnieciskajos ūdeņraža ģeneratoros Amerikas Savienotajās Valstīs viena kilograma ūdeņraža izmaksas bija:
- Elektrolīze no rūpnieciskā elektrotīkla - 6,5 usd.
- Elektrolīze no vēja turbīnām - 9 usd.
- Fotoelektrolīze no saules ierīcēm - 20 usd.
- Ražošana no biomasas - 5,5 usd.
- Dabasgāzes un ogļu konversija - 2,5 usd.
- Augstas temperatūras elektrolīze atomelektrostacijās - 2,3 usd. Tas ir lētākais veids un vistālāk no mājām.
Turklāt pat labākais mājās esošais ūdeņraža ģenerators efektivitātes ziņā būs ievērojami zemāks par rūpniecisko. Pie šādām cenām nav pamata runāt par nopietnu konkurenci par ūdeņraža degvielu, salīdzinot ne tikai ar lētu dabasgāzi, bet arī ar dārgo elektrisko apkuri, dīzeļdegvielu un pat siltumsūkņiem.
Kā ar savām rokām izveidot ūdeņraža sildīšanu
Darīt karsēšana uz ūdeņraža jebkurš meistars, kuram ir prasme strādāt ar metālu, to var izdarīt ar savām rokām.
Lai izveidotu ierīci, jums būs nepieciešams šāds materiālu komplekts:
- nerūsējošā tērauda loksne ar parametriem 50x50 cm;
- skrūves 6x150, aprīkotas ar paplāksnēm un uzgriežņiem;
- caurplūdes filtra elements - noder no vecas veļas mašīnas;
- caurspīdīga doba caurule 10 m garumā, piemēram, no ūdens līmeņa;
- parastu 1,5 litru plastmasas pārtikas trauku ar stingri noslēgtu vāku;
- skujiņu veidgabalu komplekts ar cauruma diametru 8 mm;
- dzirnaviņas griešanai;
- urbis;
- silikona hermētiķis.
Lai izgatavotu ūdeņraža krāsni, ir piemērots tērauds 03X16H1, un ūdens vietā varat ņemt sārma šķīdumu, kas radīs agresīvu vidi strāvas pārejai, vienlaikus pagarinot tērauda lokšņu kalpošanas laiku.
Kā pats izveidot mājas apkuri ar ūdeņradi:
- Uzlieciet metāla loksni uz plakana galda, sagrieziet 16 vienādās daļās. Topošajam deglim tiek iegūti taisnstūri. Tagad nogrieziet vienu stūri no visiem 16 taisnstūriem - tas ir nepieciešams turpmākajam detaļu savienojumam.
- Katra elementa otrā pusē izurbiet caurumu skrūvei. No visām 16 loksnēm 8 būs anodi un 8 būs katodi. Anodi un katodi ir nepieciešami elektriskās strāvas pārejai caur detaļām ar dažādu polaritāti, kas nodrošina sārmu vai destilāta sadalīšanos ūdeņradī un skābeklī.
- Tagad ievietojiet plāksnes plastmasas traukā, ņemot vērā polaritāti, pārmaiņus plus un mīnus. Caurspīdīga caurule kalpos kā plākšņu izolators, kas jāsagriež gredzenos un pēc tam 1 mm biezās sloksnēs.
- Metāla plāksnes tiek piestiprinātas viena pie otras ar paplāksnēm šādā veidā - vispirms uz skrūves kājas tiek uzlikta paplāksne, pēc tam tiek uzlikta plāksne. Pēc plāksnes uz skrūves jāuzliek 3 paplāksnes, pēc tam atkal plāksne. Tādā veidā uz anoda tiek piekārtas 8 plāksnes, bet uz katoda – 8 plāksnes.
Tagad jums ir jāizdomā skrūves pieturas punkts pārtikas traukā, šajā vietā jāizurbj caurums. Ja skrūves nav iekļautas konteinerā, tad skrūves kāju sagriež vēlamajā garumā. Pēc tam ieskrūvējiet bultskrūves caurumos, uzlieciet paplāksnes uz kājām un piestipriniet konstrukciju ar uzgriežņiem. Aprīkojiet tvertnes vāku ar caurumu stiprinājumam, ievietojiet elementu caurumā un, lai nodrošinātu hermētiskumu, pārklājiet savienojuma vietu ar hermētiķi. Tagad izpūtiet armatūru. Un, ja gaiss izplūst caur vāku, jums būs jānoslēdz vāks pa visu perimetru.
Ģenerators tiek pārbaudīts, savienojot jebkuru strāvas avotu ar tvertnes piepildīšanu ar ūdeni. Uz armatūras tiek uzlikta šļūtene, kuras otrais gals ir iegremdēts traukā. Ja šķidrumā veidojas gaisa burbuļi, ķēde darbojas, ja nē, jums jāpārbauda strāvas padeves jauda. Gadās, ka ūdenī neveidojas gaisa burbuļi, bet elektrolizatorā tie noteikti parādās.
Lai nodrošinātu nepieciešamo siltumenerģijas daudzumu, nepieciešams palielināt gāzes ražošanu un izvadi, palielinot spriegumu elektrolītā. Ielejiet ūdenī sārmu, piemēram, nātrija hidroksīdu, kas ir Krot cauruļu tīrītājā. Atkārtoti pievienojiet strāvas padevi un pārbaudiet elektrolizatora jaudu.
Pēdējais posms ir degļa pieslēgšana siltumtrases cauruļvadam. Tas var būt siltā grīda, cokola elektroinstalācija. Savienojumi jānoblīvē ar silikonu un iekārtu var nodot ekspluatācijā.
Apkures ar ūdeņradi iezīmes
Šo apkures veidu izstrādāja itāļu inženieri. Viņu darba rezultāts bija ierīce, kas ne tikai neizdalīja kaitīgas vielas atmosfērā, bet arī praktiski neradīja troksni. Un katla ražošanai nebija nepieciešams karstumizturīgs tērauds vai čuguns, jo temperatūra ierīces iekšpusē bija zema.
Kā minēts iepriekš, šādu ķīmisko reakciju rezultātā kaitīgās vielas netiek izvadītas atmosfērā, un tāpēc to noņemšanai nav nepieciešama sarežģīta sistēma. Turklāt izejvielu iegūšana šobrīd nav tik nopietna problēma kā agrāk. Kas attiecas uz izmaksām, tad bez pašas degvielas tā parasti ir arī elektrība ūdeņraža katla netraucētai darbībai.
Plusi un mīnusi ūdeņraža apkurei mājās
Šādas apkures sistēmas pēdējā laikā ir kļuvušas arvien populārākas, pateicoties tādām priekšrocībām kā:
- Nav kaitīgu izmešu atmosfērā.
- Zemas temperatūras sistēmās nav uguns, jo siltums ir ķīmiskas reakcijas rezultāts.Apvienojot skābekli un ūdeņradi, tiek iegūts ūdens un siltums, kas tiek pārnesti uz siltummaini. Tā rezultātā dzesēšanas šķidrums nesasilda virs četrdesmit grādiem pēc Celsija, kas ir ideāla temperatūra "siltās grīdas" sistēmai.
- Rentabilitāte - tikai gāzes katlu izmantošana ļaus ietaupīt vairāk, taču laukos šāds apkure ne vienmēr ir pieejams arī tagad.
- Turklāt tas ļauj nākotnē samazināt neatjaunojamo resursu, piemēram, gāzes vai naftas, patēriņu.
Bet ūdeņraža apkurei ir arī trūkumi:
- Vislabāk ir izmantot tikai šādu ierīču zemas temperatūras versijas, jo degviela ir sprādzienbīstama.
- Pagaidām nav viegli atrast augsti kvalificētu speciālistu kompetentai šādu ierīču uzstādīšanai un apkopei.
Ūdeņraža iekārtas iekārta un darbības princips mājas apkurei
Ūdeņraža un skābekļa reakcijas rezultātā tiek iegūts ūdens un izdalās ievērojams daudzums siltuma. Šāds process, kam raksturīga augsta efektivitāte (vairāk nekā 80 procenti), prasa lielas jaudas. Turklāt jums ir pastāvīgi jāpieslēdzas ūdens avotam, kura lomu parasti spēlē santehnikas sistēma mājās; elektrība elektrolīzes elektroķīmiskajai reakcijai, īpašu katalizatoru pieejamība un pastāvīga atjaunošana.
Šim procesam ir jāpavada cilvēka kontrole un visu drošības prasību ievērošana. Lai gan tie ir daudz mazāki nekā gāzes apkures gadījumā. Parasti ir nepieciešama tikai periodiska procesa vizuālā kontrole.
Ja vēlaties izveidot šādu sistēmu ar savām rokām, tad jums būs nepieciešams vismaz:
- ūdeņraža ģenerators;
- deglis;
- katls.
Pirmā ierīce ir nepieciešama elektrolīzei - ūdens sadalīšanai komponentos, izmantojot elektrību un katalizatorus. Deglis rada atklātu liesmu. Katls tiek izmantots kā siltuma apmaiņas ierīce. Visas šīs sastāvdaļas var iegādāties veikalos un salikt sistēmu pats.
Ūdeņraža ģeneratoru var montēt arī neatkarīgi. Tam būs nepieciešams strāvas avots, kas nodrošina 30A strāvu, tvertne visu konstrukciju novietošanai, tērauda caurules, tvertnes destilētam ūdenim. Blīvētās konstrukcijas iekšpusē ir uzstādīti nerūsējošā tērauda platīna plātnes - un jo vairāk to, jo vairāk ūdeņraža iekārta ražos (bet tam tiks tērēts vairāk elektroenerģijas).
Ūdens, kas nonāk tvertnē, elektriskās strāvas ietekmē tiek sadalīts ūdeņradī un skābeklī, pirmais tiek nosūtīts uz katlu ar degli. Mēs piebilstam, ka, ja izmantojat PWM ģeneratoru (nevis 220 V tīklu), tad ierīces efektivitāte palielinās.
Neaizmirstiet, ka sistēmā tiek izmantots tikai destilēts ūdens, kas sajaukts ar nātrija hidroksīdu (šķīdumu, kura pagatavošanai ņem 1 ēdamkaroti vielas uz 10 litriem šķidruma). Ja destilātu ir grūti iegūt, var izmantot krāna ūdeni. Galvenais ir pārliecināties, ka šādā šķidrumā nav izšķīdināti smagie metāli.
Kā redzat, ja pareizi pieiet dizainam un materiālu izvēlei, tad ir pilnīgi iespējams patstāvīgi izgatavot ūdeņraža katlu.
Ūdeņraža dzinējs: veidi, ierīce, darbības princips
ŪDEŅRAŽA DZINĒJU VEIDI
Pirmā tipa ūdeņraža dzinēji darbojas ar degvielas šūnām. Diemžēl šāda veida ūdeņraža dzinējiem joprojām ir augstas izmaksas.Fakts ir tāds, ka dizains satur dārgus materiālus, piemēram, platīnu.
Otrajā tipā ietilpst ūdeņraža iekšdedzes dzinēji. Šādu ierīču darbības princips ir ļoti līdzīgs propāna modeļiem. Tāpēc tie bieži tiek pārveidoti darbam ar ūdeņradi. Diemžēl šādu ierīču efektivitāte ir par vienu pakāpi zemāka nekā tām, kas darbojas ar kurināmā elementiem.
IERĪCE UN DARBĪBAS PRINCIPS
Galvenā atšķirība starp ūdeņraža dzinējiem un benzīna vai dīzeļa dzinējiem, pie kuriem mēs šodien esam pieraduši, slēpjas darba maisījuma padeves un aizdedzināšanas veidā. Kloķvārpstas virzuļu kustību pārvēršanas lietderīgā darbā princips paliek nemainīgs. Sakarā ar to, ka uz naftas produktiem balstītas degvielas sadegšana notiek lēni, sadegšanas kamera tiek piepildīta ar degvielas-gaisa maisījumu nedaudz pirms virzuļa pacelšanas tā augstākajā pozīcijā (TDC). Ūdeņraža reakcijas zibens ātrums ļauj novirzīt iesmidzināšanas laiku uz brīdi, kad virzulis sāk atgriešanās kustību uz BDC. Tajā pašā laikā spiedienam degvielas sistēmā nav jābūt augstam (pietiek ar 4 atm).
Ideālos apstākļos ūdeņraža dzinējam var būt slēgta tipa barošanas sistēma. Sajaukšanas process notiek bez atmosfēras gaisa līdzdalības. Pēc kompresijas gājiena sadegšanas kamerā paliek ūdens tvaika veidā, kas, izejot cauri radiatoram, kondensējas un atkal pārvēršas H2O. Šāda veida aprīkojums ir iespējams, ja automašīnai ir uzstādīts elektrolizators, kas atdalīs ūdeņradi no iegūtā ūdens atkārtotai reakcijai ar skābekli.
Praksē šāda veida sistēmu joprojām ir grūti ieviest.Pareizai darbībai un berzes spēka samazināšanai motoros tiek izmantota eļļa, kuras izgarojumi ir daļa no izplūdes gāzēm. Pašreizējā tehnoloģiju attīstības stadijā sprādzienbīstama gāzes dzinēja stabila darbība un bez traucējumiem iedarbināšana bez atmosfēras gaisa izmantošanas nav iespējama.
Ūdeņraža degvielas šūnu dzinējs
Lūdzu, ņemiet vērā, ka ar ūdeņraža dzinējiem saprot vienības, kas darbojas ar ūdeņradi (ūdeņraža iekšdedzes dzinējs), un motorus, kas izmanto ūdeņraža kurināmā elementus. Mēs jau esam apsvēruši pirmo veidu iepriekš, tagad pievērsīsimies otrajai iespējai.
Ūdeņraža degvielas šūna patiesībā ir "akumulators". Citiem vārdiem sakot, tas ir ūdeņraža akumulators ar augstu efektivitāti aptuveni 50%. Ierīce ir balstīta uz fizikāliem un ķīmiskiem procesiem, šādas degvielas šūnas ķermenī ir īpaša membrāna, kas vada protonus. Šī membrāna atdala divas kameras, no kurām vienā ir anods, bet otrā - katods.
Ūdeņradis nonāk kamerā, kur atrodas anods, un skābeklis iekļūst kamerā ar katodu. Elektrodi ir papildus pārklāti ar dārgiem retzemju metāliem (bieži vien platīnu). Tas ļauj jums spēlēt katalizatora lomu, kas ietekmē ūdeņraža molekulas. Tā rezultātā ūdeņradis zaudē elektronus. Tajā pašā laikā protoni iet caur membrānu uz katodu, bet katalizators arī iedarbojas uz tiem. Tā rezultātā protoni savienojas ar elektroniem, kas nāk no ārpuses.
Šī reakcija veido ūdeni, savukārt elektroni no kameras ar anodu nonāk elektriskajā ķēdē. Norādītā ķēde ir pievienota motoram.Vienkārši izsakoties, tiek ražota elektrība, kas liek dzinējam darboties ar šādu ūdeņraža degvielas šūnu.
Šādi ūdeņraža dzinēji ļauj nobraukt vismaz 200 km. ar vienu uzlādi.