Nồi hơi đốt nóng hydro: thiết bị + nguyên lý hoạt động + tiêu chí lựa chọn

Các nguyên lý về năng lượng thay thế ngày càng thu hút được sự quan tâm của người tiêu dùng.Điều này phần lớn là do việc tăng thuế đối với các nguồn năng lượng truyền thống, cũng như sự gián đoạn định kỳ trên thị trường dịch vụ.

Trong những trường hợp này, nồi hơi đốt nóng hydro được coi là một trong những loại thiết bị hứa hẹn nhất hoạt động bằng nhiên liệu tái tạo, đó là khí H₂.

Trước khi quyết định mua một thiết bị như vậy, bạn cần làm quen với nguyên lý hoạt động của nó và đánh giá những ưu điểm, nhược điểm của việc sử dụng hydro làm nhiên liệu. Những vấn đề này đã được chúng tôi nghiên cứu và mô tả chi tiết trong bài viết.

Ngoài ra, chúng tôi đã xác định các thông số cần được tính đến khi chọn nồi hơi, cung cấp các mẹo vận hành và chuẩn bị đánh giá về các máy tạo hydro tốt nhất do nhà máy sản xuất. Những người hâm mộ các sản phẩm tự chế sẽ thấy hướng dẫn lắp ráp thiết bị bằng tay của chính họ rất hữu ích.

Tính chất của hydro làm nhiên liệu

Như đã đề cập ở trên, nhiên liệu cho các đơn vị như vậy là hydro, loại khí nhẹ nhất trong tự nhiên, không màu và không mùi. Một trong những ưu điểm của nó là lượng nhiệt lớn được giải phóng trong quá trình đốt cháy H₂ (121 MJ/kg, trong khi quá trình đốt cháy propan chỉ giải phóng 40 MJ/kg).

Trong điều kiện bình thường, hydro cháy ở nhiệt độ +2000°C, nhưng với sự trợ giúp của chất xúc tác, nhiệt độ có thể giảm xuống +300°C.Điều này cho phép nồi hơi được chế tạo từ thép rẻ tiền thay vì từ kim loại đất hiếm đắt tiền.

Hydro không độc hại nên rất an toàn khi sử dụng trong cuộc sống hàng ngày. Khi chất này bị đốt cháy, hơi nước sẽ được tạo ra, giúp cải thiện vi khí hậu trong nhà và không cần ống khói.

Khi sử dụng hydro, phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy tắc an toàn: nếu sử dụng gas không đúng cách hoặc tiếp xúc với ngọn lửa trần, có thể xảy ra vụ nổ hủy diệt

Nhược điểm bao gồm khả năng nổ của hydro tăng lên, đặc biệt khi nó được trộn với không khí hoặc oxy, dẫn đến hình thành khí kích nổ.

Ưu điểm và nhược điểm của nồi hơi hydro

Điểm mạnh của các thiết bị như vậy là:

1. Hoàn toàn thân thiện với môi trường. Các sản phẩm phân hủy trong nước không gây hại cho bầu không khí, chúng hoàn toàn an toàn cho sức khỏe của con người và vật nuôi.
2. Mức độ hiệu quả cao, có thể đạt tới 96%. Điều này cao hơn đáng kể so với hiệu suất của dầu diesel, khí đốt tự nhiên hoặc than đá.
3. Tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên thông qua việc sử dụng nguồn năng lượng thay thế.
4. Giá thấp lượng calo nhận được. Đối với những thiết bị như vậy, nước và một ít điện là đủ.

Đồng thời, những thiết bị như vậy cũng có điểm yếu.

Những nhược điểm bao gồm các sắc thái sau:

1. Yêu cầu bảo trì. Để sản xuất H cao nhất có thể₂, các tấm kim loại phải được thay thế hàng năm. Ngoài việc thay thế các điện cực, chất xúc tác phải được bổ sung thường xuyên để tạo ra lượng năng lượng theo kế hoạch. Tần suất của quy trình này phụ thuộc vào công suất, cũng như các tính năng của một kiểu máy cụ thể.
2. Giá cao — lắp đặt tại nhà máy sẽ tốn ít nhất 35-40 nghìn rúp.
3. Nguy cơ nổ khi áp suất bình thường trong nồi hơi tăng lên.
4. Thiếu bình hydro - Chúng khá hiếm khi được bày bán.
5. Sự lựa chọn hạn chế. Vì các thiết bị sưởi ấm như vậy không phổ biến trên thị trường Nga nên không phải lúc nào cũng có thể nhanh chóng tìm được mẫu phù hợp cũng như tìm được các chuyên gia có năng lực để lắp đặt và sửa chữa thiết bị.
6. Sự cần thiết của truyền thông. Để vận hành thiết bị, bạn cần kết nối liên tục với nguồn điện để thực hiện phản ứng điện phân, cũng như với nguồn nước, dòng chảy phụ thuộc vào công suất của thiết bị.

Cần phải đề cập rằng các nhà sản xuất rất chú trọng đến công nghệ mới và nỗ lực cải tiến nồi hơi hydro, loại bỏ hoặc giảm thiểu những nhược điểm.

Nguyên lý hoạt động của dàn nóng

Do hoạt động của nó H₂ Nó không được tìm thấy trong tự nhiên ở dạng nguyên chất, nhưng khá dễ dàng tách nó ra khỏi nước thông thường bằng phương pháp điện phân, quá trình này cũng giải phóng khí oxy.

Trong hình ảnh được trình bày, bạn có thể thấy sơ đồ thiết kế của thiết bị sưởi hoạt động bằng hydro, biểu thị tất cả các yếu tố cấu trúc (+)

Để thiết bị sưởi hoạt động, trước tiên cần phải có H₂. Điều này xảy ra trong một ngăn đặc biệt dành riêng cho phản ứng như vậy. Chất lỏng được đổ vào thùng chứa, trong đó các tấm kim loại được nhúng vào.

Chúng được cung cấp một dòng điện có độ tinh khiết được lựa chọn đặc biệt, dưới tác động của H được giải phóng₂ và về₂, cũng như sản phẩm phụ là hơi nước.

Hỗn hợp thu được được đưa qua một thiết bị đặc biệt - máy tách hóa học, với sự trợ giúp của nó có thể tách hydro, tách nó khỏi các tạp chất khác. Khí tinh khiết được cung cấp cho đầu đốt, trên đó có lắp đặt một van.

Nó ngăn cản chuyển động H₂ theo hướng khác, ngăn chặn vụ nổ. Trong trường hợp này, oxy và hơi nước được thải vào một thùng chứa đặc biệt thông qua một hệ thống khác.

Tiếp theo, khí hydro đi qua bộ phận bảo vệ và đi vào buồng đốt. Ở đây, nó phản ứng với khí với sự có mặt của chất xúc tác, dẫn đến sự hình thành nhiệt, đi vào hệ thống sưởi ấm gia đình thông qua bộ trao đổi nhiệt.

Hơi nước thoát ra trong buồng được đưa trở lại qua một kênh được chỉ định đặc biệt đến bình chứa chất điện phân, do đó sử dụng quy trình tái chế.

Việc điều chỉnh công suất được thực hiện bằng các kênh được trang bị đặc biệt, số lượng trong số đó có thể lên tới sáu. Mỗi thiết bị này đều chứa một chất xúc tác bên trong, do đó, khi được bật, quá trình tạo nhiệt sẽ bắt đầu.

Dòng khí được làm nóng đến nhiệt độ 40°C bắt đầu di chuyển về phía bộ trao đổi nhiệt đặt trong buồng đốt.

Nhờ thiết kế riêng biệt, các kênh có thể hoạt động độc lập với nhau, điều này cho phép bạn chỉ bật một phần của chúng.

Quá trình sản xuất hydro trong các thiết bị điện phân hiện đại hoàn toàn tự động. Quy trình thủ công duy nhất là đổ nước vào hệ thống

Các mẫu máy hiện đại cũng được trang bị nhiều thiết bị khác nhau, chẳng hạn như đèn báo mực nước và cảm biến áp suất, cho phép chúng hoạt động tự động và phản ứng khẩn cấp trong các tình huống không lường trước được.

Các thành phần của nhà máy hydro

Thiết kế của hệ thống sưởi hoạt động bằng hydro khá đơn giản.

Nồi hơi, đóng vai trò trao đổi nhiệt, là yếu tố chính diễn ra quá trình sản xuất hydro.

Một nồi hơi hoạt động bằng hydro có thể được lắp ráp từ các nguyên tố có sẵn và để vận hành nó chỉ cần nước thông thường hoặc nước cất (+)

Máy điện phân - bộ phận hoạt động chính của nồi hơi, nơi xảy ra phản ứng điện phân dẫn đến sự phân hủy nước thành H₂ và về₂. Phần tử này là một bể chứa đầy nước trong đó đặt các điện cực kim loại có độ dẫn dòng điện tối đa.

Các tấm được kết nối với dây dẫn điện được cung cấp.

đầu đốt - thiết bị giúp làm nóng chất làm mát trong hệ thống sưởi. Nằm trong buồng đốt, một tia lửa điện được cung cấp để đốt cháy nó.

Van đốt - một phần đặc biệt nằm ở phía trên cùng của thiết bị. Nhờ chi tiết này H.₂, dâng lên trên cùng, dễ dàng vượt qua rào cản không thể tiếp cận với các chất được giải phóng khác và đi thẳng vào đầu đốt.

Nồi hơi hydro của nhà máy được trang bị bộ điều khiển. Bảng điều khiển hiển thị các chỉ báo điện áp và dòng điện, bộ điều chỉnh công suất và các cần gạt để cài đặt các thông số vận hành khác

Đường ống - thông tin liên lạc kéo dài từ thiết bị và được sử dụng để cung cấp nhiệt cho tất cả các phòng trong nhà. Dùng để buộc dây ống sưởi ấm đường kính 25-32 mm. Khi đặt, quy tắc cơ bản được tuân thủ: đường kính của mỗi nhánh tiếp theo phải nhỏ hơn đường kính của nhánh trước.

Tiêu chí lựa chọn máy phát điện

Khi quyết định mua thiết bị như vậy, điều quan trọng là phải chú ý đến các tiêu chí sau.

Quyền lực. Với các thiết bị hiện đại, giá trị của chỉ báo này có thể thay đổi đáng kể, điều này cho phép bạn chọn tùy chọn tốt nhất cho cả ngôi nhà nhỏ và tòa nhà hai hoặc ba tầng.

Mức tiêu thụ nước trung bình ở các mẫu máy phát điện hiện đại không quá cao. Trong vòng 24 giờ, thiết bị sẽ cần khoảng 5,5 lít để hoạt động, tạo ra 1,2-2 lít nhiên liệu

Số lượng mạch. Trên các thiết bị hoạt động bằng hydro, mạch sưởi thường được lắp đặt. Một số kiểu máy cũng cung cấp lắp đặt bổ sung mạch (sưởi ấm) thứ hai.

Mức tiêu thụ điện. Các công nghệ ngày nay giúp đạt được hiệu suất nhiệt tuyệt vời trong khi sử dụng điện năng tối thiểu. Mức tiêu thụ năng lượng của các loại máy phát điện khác nhau dao động từ 1,2 đến 3 kW mỗi 1 giờ.

Tiêu thụ năng lượng thấp đạt được do nồi hơi hydro không hoạt động liên tục mà chỉ để duy trì nhiệt độ nhất định trong phòng.

Nguồn cấp. Tất cả các loại máy phát điện hydro có thể được chia thành hai loại lớn: một loại chạy bằng khí đốt, loại kia chạy bằng điện.

nhà chế tạo. Tốt hơn là nên ưu tiên các nhà sản xuất đã được chứng minh (Ý, Mỹ). Bạn nên cảnh giác với những sản phẩm chất lượng thấp được cung cấp bởi các công ty đáng ngờ với mức giá cực thấp.

Lời khuyên khi sử dụng nồi hơi

Để cải thiện chức năng của thiết bị, điều quan trọng là phải làm theo các hướng dẫn đi kèm. Bạn có thể cải thiện hoạt động của thiết bị bằng cách bổ sung thêm các bộ phận (bạn phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy tắc an toàn).

Cảm biến ngọn lửa được lắp đặt trên đầu đốt giúp tăng tính an toàn cho hệ thống.Khi lửa tắt, thiết bị sẽ tự động ngắt dòng khí dễ cháy vào đầu đốt, từ đó không cho khí vào phòng

Bạn có thể lắp các cảm biến đặc biệt vào bên trong bộ trao đổi nhiệt để theo dõi sự gia tăng tốc độ làm nóng nước, cũng như bổ sung cho thiết kế đầu đốt bằng van ngắt.

Đơn giản chỉ cần kết nối nó trực tiếp với cảm biến nhiệt độđể nồi hơi tự động tắt ngay khi nhiệt độ đạt đến điểm đặt.

Việc lắp đặt một thiết bị làm mát nồi hơi bình thường cũng rất hữu ích.

Các thiết bị hydro không chỉ có thể được sử dụng như thiết bị sưởi ấm duy nhất trong nhà mà còn có thể kết hợp với các hệ thống sưởi ấm khác. Trong trường hợp này, bộ sưởi chính có thể hoạt động ở chế độ nhiệt độ thấp.

Nếu các tiêu chuẩn vận hành được tuân thủ, một bộ phận chạy bằng hydro sẽ phục vụ được trong nhiều thập kỷ. Mặc dù thời hạn bảo hành của những thiết bị như vậy là 15 năm nhưng trên thực tế, chúng có thể hoạt động hiệu quả trong 20-30 năm.

Việc sửa chữa những thiết bị như vậy sẽ không khó đối với một kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm, vì thiết kế cơ bản của nồi hơi hydro không quá khác biệt so với các thiết bị tương tự hoạt động bằng các loại nhiên liệu khác.

Top 5 Máy Phát Điện Hydro Nhà Máy

Công ty đầu tiên sản xuất và cấp bằng sáng chế cho công nghệ sản xuất nồi hơi nhiên liệu hydro là một công ty của Ý. Giacomini. Nó chuyên về các thiết bị dựa trên các phương pháp tạo ra năng lượng thân thiện với môi trường: máy bơm địa nhiệt, tấm pin mặt trời và các thiết bị khác.

H2ydroGEM là buồng đốt xúc tác, mỗi sừng chứa một chất làm tăng tốc độ phản ứng đốt cháy của hydro.Do đó, quá trình xảy ra ở nhiệt độ tương đối thấp

Hiện tại, các mô hình tương tự được sản xuất bởi các công ty Mỹ, Trung Quốc và Châu Âu, nhưng phạm vi của chúng không rộng lắm so với các nồi hơi hoạt động bằng các loại nhiên liệu khác.

Các mô hình nhà máy tốt nhất của hệ thống hydro

Trong số các mô hình phổ biến nhất, chúng tôi lưu ý:

1. MegaTank100 – một máy phát điện chạy bằng điện từ mạng lưới. Nó có một hệ thống bảo vệ đa cấp đáng tin cậy chống quá nhiệt và đoản mạch, đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả. Chi phí của mô hình phụ thuộc vào cấu hình của nó.
2. SAO-2000 – một thiết bị đắt tiền (>200.000 rúp) có đặc tính kỹ thuật tuyệt vời. Mặc dù thực tế là máy phát điện này tiêu thụ năng lượng tối thiểu nhưng nó có khả năng sưởi ấm một căn phòng rộng 251-300 mét vuông.
3. Kingkar – một thiết bị sử dụng nguồn điện lưới có đặc tính hoạt động tuyệt vời. Giá thành của mô hình khá cao - khoảng 100 nghìn rúp, nhưng nó được bù đắp bằng mức tiêu thụ năng lượng tiết kiệm.
4. H2-2 – Thiết bị “cao cấp” của Ý với giá cao (khoảng 250.000 rúp). cho phép không khí được làm nóng trong không gian rộng (từ 300 m³ trở lên) với mức tiêu thụ điện tối thiểu.
5. Năng lượng miễn phí – thiết bị chất lượng cao với mức giá phải chăng trong khoảng 15-35 nghìn rúp (giá phụ thuộc vào công suất và các đặc điểm khác). Được trang bị bộ điều khiển tự động hóa nhiều quy trình, cảm biến điều chỉnh điện áp và áp suất đa cấp.

Ngoài ra còn có các mẫu khác với nhiều mức giá khác nhau.

Cách tự làm nồi hơi

Máy tạo nhiệt có thiết kế khá nhẹ. Với một trình độ kỹ năng nhất định, bạn có thể tự lắp ráp thiết bị. Đồng thời, do tính dễ nổ của hỗn hợp hydro nên công việc này đòi hỏi tinh thần trách nhiệm cao, kiến ​​thức về các biện pháp phòng ngừa an toàn và kinh nghiệm lắp đặt các thiết bị đó.

Nếu bạn tự sản xuất thiết bị, bạn sẽ không thể thoát khỏi những chi phí tài chính đáng kể, vì tốt hơn là bạn nên mua một số linh kiện làm sẵn. Rủi ro cao khiến bạn phải nghĩ đến việc lắp đặt tại nhà máy, nơi các nhà sản xuất cung cấp bảo hành dài hạn

Quá trình chế tạo nồi hơi hydro bằng tay của chính bạn có thể được chia thành nhiều giai đoạn.

Bước 1 — thực hiện bản vẽ và chuẩn bị vật liệu. Trước hết, bạn nên tìm các dự án tương tự trên Internet để sử dụng chúng và nghĩ về một thiết bị đáp ứng mọi điều kiện và khả năng.

Cần phải tính toán chính xác tất cả các chỉ số, đặc biệt là công suất cần thiết, đồng thời quyết định vật liệu sẽ được sử dụng để chế tạo lò hơi. Hợp kim sắt từ được coi là lựa chọn tốt nhất, nhưng hộp đựng làm bằng thép không gỉ thì khá phù hợp.

Mặc dù máy tạo nhiệt hydro có thể có thiết kế khác nhau nhưng các chi tiết sau vẫn không thay đổi:

• nguồn điện 12V;
• bể nơi đặt cấu trúc;
• Bộ điều khiển PLC có công suất ít nhất 30 A;
• một số ống có đường kính khác nhau làm bằng thép không gỉ;
• tấm thép;
• cưa sắt cho kim loại;
• lò đốt gas - chuẩn bị tốt hơn, mua trong cửa hàng.

Bước 2 — tạo ra chất điện giải. Để chế tạo các tấm trang bị cho máy điện phân, bạn cần lấy một tấm thép có độ dày vừa phải.Sử dụng kéo kim loại, cưa sắt hoặc dụng cụ khác, nó được cắt thành các dải bằng nhau gồm 18 miếng trở lên (số lượng phải là số chẵn).

Mặt khác, ở mỗi chúng cần phải khoan lỗ cho các bu lông để giữ các phần tử này hoàn toàn bất động trong chất điện phân.

Chúng tôi chia tất cả các tấm thành cực dương và cực âm, tùy thuộc vào sự phân chia này, dây được kết nối với chúng, tương ứng truyền điện tích dương và điện tích âm.

Sử dụng dòng điện một chiều sẽ hiệu quả hơn so với sử dụng dòng điện xoay chiều. Tốt nhất là sử dụng bộ tạo loại xung điện làm nguồn của nó.

Bước 3 — lắp ráp máy điện phân. Vật liệu tốt nhất để sản xuất nguyên tố này là thép không gỉ. Một cấu trúc hình chữ nhật hoặc hình vuông đáng tin cậy được hàn từ kim loại, sau đó nước hoặc hỗn hợp H được đổ vào đó₂O với chất xúc tác và các tấm đã chuẩn bị sẵn với hệ thống dây điện được kết nối cũng được đặt.

Bước 4 — kết nối đầu đốt. Đầu đốt được gắn ở đầu thiết bị - tốt hơn nên sử dụng kiểu đã mua, có thể mua ở cửa hàng chuyên dụng.

Bước #5 — cài đặt và kết nối của dải phân cách, cần thiết để tách khí hydro ra khỏi hỗn hợp.

Cuối cùng, một ống được đặt qua đó H₂ sẽ bốc lên đầu đốt và các bộ phận loại bỏ nhiệt và phân phối nhiệt khắp nhà cũng được kết nối.

Nước nào tốt hơn - nước thường hay nước cất?

Một trong những câu hỏi mà chủ sở hữu nồi hơi hydro thường đặt ra liên quan đến nước dùng để vận hành thiết bị.

Bạn có thể mua nước cất để vận hành nồi hơi hydro ở các cửa hàng hoặc bạn có thể tự thiết lập quá trình sản xuất bằng cách cài đặt đơn giản

Theo các chuyên gia, các thiết bị sản xuất tại nhà hoặc tại nhà cho thấy hiệu suất tốt nhất khi làm việc với nước cất, trong đó rất ít natri hydroxit được thêm vào (một muỗng canh trên 10 lít H2O).

Tuy nhiên, nồi hơi hydro cũng có thể hoạt động thành công trên nước máy, điều chính là nó không chứa muối kim loại nặng.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Trong video dưới đây các bạn sẽ thấy cái nhìn tổng quan về mô hình nồi hơi chạy bằng nhiên liệu hydro do công ty nổi tiếng DAEWOO của Hàn Quốc sản xuất.

Không phải vô cớ mà hydro được gọi là nhiên liệu của tương lai: loại khí này có thể trở thành nguồn tài nguyên nhiên liệu rẻ tiền, thân thiện với môi trường gần như vô hạn, có thể được sử dụng trong nhiều công trình khác nhau.

Nồi hơi nhiên liệu hydro, được sản xuất tại nhà máy hoặc độc lập, sẽ cho phép bạn tạo ra một hệ thống sưởi ấm tự động. Điều này sẽ giúp giảm đáng kể các khoản thanh toán cho nhà ở và dịch vụ xã, đồng thời giải quyết vấn đề duy trì nhiệt độ thoải mái trong phòng khách và phòng tiện ích.

Bạn có kinh nghiệm sử dụng hydro làm nhiên liệu không? Bạn có muốn đặt câu hỏi về chủ đề này hoặc nói về phát minh của mình không? Hãy bình luận dưới bài viết, tham gia thảo luận và để lại ảnh sản phẩm tự làm của bạn. Khối phản hồi nằm ở bên dưới.