غلاية الهيدروجين طريقة حديثة لتدفئة المنزل

ميزات فريدة لمراجل الهيدروجين

الغلايات من هذا النوع قليلة الطلب في روسيا بسبب قلة وعي الجماهير العريضة من المستهلكين بها. في الدول الغربية ، يعد هذا الشكل البديل للتدفئة شائعًا بالفعل نظرًا لملاءمته البيئية المؤكدة ، فضلاً عن التوفير الكبير في فواتير الخدمات العامة.

"توليد الماء" - هكذا تبدو ترجمة مصطلح "الهيدروجين" من اللاتينية. يعتبر هذا العنصر أكثر المواد شيوعًا في العالم ، ونصفه هو الشمس ، ويستخدم على نطاق واسع في الصناعة ، وله أيضًا الكثير من الخصائص الفريدة التي تم استخدامها في تطوير غلاية تسخين الهيدروجين. الخاصية الفريدة الرئيسية للعنصر هي عدم نفاذها في الأمعاء والعالم المحيط.

عملية إنتاج الهيدروجين بسيطة ومباشرة. يتطلب التوافر الإلزامي للكهرباء والمياه. يشجع التيار الكهربائي على انقسام جزيئات الماء إلى أكسجين وهيدروجين ، والذي يمكن استخدامه لاحقًا لتدفئة الغرف.

يعتبر الهيدروجين كحامل للطاقة أكثر العناصر أمانًا ونظافة ، والتدفئة التي تعتمد عليها تكون كاملة وفعالة.

يمكن دمج الغلايات من هذا النوع بشكل متناغم بيديك في نظام التدفئة الحالي دون المساس به.

النماذج الشعبية لوحدات الهيدروجين لنظام التدفئة

المولد الصيني Kingkar3000

إنتاج "غاز براون" هو مزيج من الأكسجين والهيدروجين بنسبة 2 إلى 1. علاوة على ذلك ، يمكن للمستخدم ضبط درجة حرارة الشعلة في النطاق من 800 إلى 3200 درجة مئوية عن طريق تغيير النسبة المئوية للمكونات في خليط الوقود.

خصائص التثبيت:

• استهلاك الماء - 1.6 لتر فى الساعة.
• توليد الوقود - 3 م 3 / ساعة.
• استهلاك الطاقة - ما يصل إلى 9 كيلو واط.
• التكلفة - 8000 دولار أمريكي.

مولدات من خليط قابل للاشتعال للتدفئة بالهيدروجين

STAR 1000 و STAR 2000

أظهر الخصائص التالية:

• استهلاك الماء - من 0.7 الى 1.1 لتر فى الساعة او 5.5 لتر فى اليوم.
• توليد الوقود - من 1.2 إلى 2.0 م 3 / ساعة.
• الفترة المقدرة للعملية - 15 سنة على الأقل.
• استهلاك الطاقة - من 1.2 إلى 3 كيلو واط.
• منطقة ساخنة - تصل الى 250 مترا مربعا.
• سعر - ما يصل إلى 230 ألف روبل.

غلاية الهيدروجين STAR-1.1

مقترن بمولد STAR 2000:

• الطاقة الحرارية - 27 كيلو واط
• استهلاك الطاقة - 300 واط / ساعة.
• عدد الكفاف - تسخين واحد + ماء ساخن واحد مقابل رسوم.
• التكلفة - 63-73 ألف روبل.

نوصي أيضًا بقراءة:

الفروق الدقيقة لمراجل الهيدروجين

يتم اختيار قوة الغلايات التي تعتمد على الهيدروجين اعتمادًا على مساحة الهيكل التي تحتاج إلى التسخين.

باستخدام هذا النوع من التكنولوجيا ، يمكنك حل العديد من المشكلات المرتبطة بالتدفئة. ويرجع ذلك إلى التشغيل المتزامن لعدة قنوات مصممة لتوليد طاقة الهيدروجين (يمكن أن يكون هناك 6 قنوات كحد أقصى).

يضمن النظام المعياري المتأصل في غلايات الهيدروجين التشغيل المستقل للقنوات ، دون التأثير بأي شكل من الأشكال على انخفاض كفاءة التثبيت. تحتوي كل قناة فردية على محفزها الخاص.

مزايا التسخين بالهيدروجين

هناك حاجة إلى غلاية تعمل بالهيدروجين لأسباب عديدة:

1. عدم استنفاد الهيدروجين والقدرة على الحصول عليه بأي كمية.
2. يعتبر إنتاج الهيدروجين أكثر ربحية من الناحية الاقتصادية من الاستخراج المستمر للمعادن ذات الخصائص القابلة للاحتراق (الغاز والفحم والنفط ، إلخ).
3. نظام التدفئة يعمل بدون عادم ضار بالناس والجو ، ينبعث منه بخار الماء العادي.
4. ليست هناك حاجة للهب (تسخين الهيدروجين يعمل على أساس التفاعلات الكيميائية).
5. تتميز الغلاية بأعلى كفاءة ممكنة.
6. الجهاز يعمل بصمت تام.
7. ليست هناك حاجة لبناء وتشغيل المدخنة.
8. متطلبات السلامة لتسخين الهيدروجين أقل من المنشآت التي تعمل بالغاز.

عيوب غلايات الهيدروجين

على الرغم من المزايا العديدة ، من المهم معرفة عيوب هذه الوحدات:

• الحاجة إلى التجديد المستمر للمحفز ؛
• خطر انفجار عنصر إذا لم يتم استيفاء المتطلبات الصارمة ؛
• نقل غير مريح للهيدروجين.
• نقص المتخصصين في تركيب وصيانة هذه المعدات في روسيا ؛
• العدد غير الكافي من قطع الغيار اللازمة بسبب السوق غير المتطورة لتسخين الهيدروجين.

إيجابيات وسلبيات التدفئة

1. التوافق التام مع البيئة - لا تؤثر منتجات تحلل الماء (الهيدروجين والأكسجين والبخار) على الصحة حتى أثناء الاحتراق.
2. مستوى الكفاءة الأقصى ، الذي يصل إلى 96٪ ، أعلى بكثير من نفس الفحم أو الديزل أو الغاز الطبيعي.
3. إن استخدام الهيدروجين كمصدر بديل لموارد الطاقة يجعل من الممكن توفير احتياطيات الموارد الطبيعية القابلة للنضوب بشكل كبير ، مما يقلل إنتاجها عدة مرات.
4. تكلفة منخفضة - بالنسبة لتدفئة المباني السكنية ، فإن تكلفة النظام ضئيلة ، كما تتيح لك سهولة التشغيل ، بناءً على تفاعل كيميائي بدائي للتحليل الكهربائي ، تجميع النظام بنفسك.

بناء مستقل

نظرًا لحقيقة أن الإنتاج الضخم لهذه الوحدات غائب حاليًا ، فإن شرائها ليس عملية سهلة. على الأرجح ، سيتعين عليك تقديم طلب فردي أو التفاوض بشأن توريد المعدات من إيطاليا ، حيث تم تطوير هذه الأجهزة لأول مرة وتشغيلها.

لكن مثل هذا الحل للمشكلة ليس في متناول جميع المستهلكين. في هذه الحالة ، يجدر النظر في إمكانية بناء غلاية بيديك.

كيف تعمل غلاية تسخين الهيدروجين محلية الصنع؟

يتكون نظام تسخين الهيدروجين من مولد وموقد وغلاية.

في الوقت الحالي ، لا يمكن لأي مصدر إعطاء تعليمات دقيقة ومضمونة لتعليمات بناء غلاية الهيدروجين. ولكن وفقًا لمهارات وخبرات الكيميائيين والفنيين الممارسين ، يجب أن تتكون هذه الوحدة من المكونات التالية:

1. مبادل حراري.
2. المحلل الكهربائي.
3. غرفة الاحتراق.
4. كتلة أمان عكسي (مرحلتان).
5. وعاء به إلكتروليت وينتج الهيدروجين. يجب أن تكون مصنوعة من سبائك الصلب أو الفولاذ المقاوم للصدأ ومجهزة بصمام يمكن استخدامه لتخفيف الضغط في النظام.

مبدأ المرجل

يبدأ إنتاج الهيدروجين بعد دخول المحلول الإلكتروليتي إلى الخلية. تحت تأثير عامل حفاز مع O2 ، ينقسم العنصر إلى حرارة وماء. الحرارة الناتجة ، التي تبلغ درجة حرارتها حوالي 40 درجة ، تذهب إلى نظام التسخين ، مروراً بمبادل حراري. في كثير من الأحيان ، تكون درجة الحرارة هذه كافية لتدفئة المنزل بالكامل بأرضيات دافئة.

يدخل الماء الناتج عن التفاعل الكيميائي إلى الخزان (مع الإلكتروليت) ، ثم يخضع جزء معين من المحلول للاحتراق التلقائي بسبب عملية إعادة الدوران.

مبدأ التشغيل

تحت تأثير الشحنة الكهربائية ، يتحلل الماء إلى هيدروجين وأكسجين. بعد ذلك ، مع تفاعل جزيئات الهيدروجين والأكسجين ، يحدث تفاعل ، ونتيجة لذلك يتكون ما يسمى بغاز براون وتحدث عملية إطلاق الحرارة.ستقوم الحرارة بدورها بتسخين الماء وتضمن درجة حرارة الغرفة العادية.

عناصر نظام التدفئة باستخدام الهيدروجين

هيكل غلايات الهيدروجين:

1. المحلل الكهربائي هو مولد هيدروجين خاص للتدفئة المنزلية يوفر تفاعلًا بين الأكسجين والهيدروجين.
2. موقد تسخين به شعلة.
3. غلاية تعمل كمبادل حراري.

عملية التحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين

من أجل التشغيل الناجح لمصنع الهيدروجين ، من المهم مراعاة ما يلي:

1. إمكانية تناول المياه ، غالبًا ما تكون المياه من نظام إمداد المياه.
2. تعتمد معلمات استهلاك السوائل بشكل مباشر على قوة الجهاز.
3. توفير إمكانية الوصول إلى الكهرباء اللازمة لإجراء تفاعل التحليل الكهربائي.
4. قم بتغيير المحفز وفقًا لتردد معين ، والذي يعتمد على التعديل وقوة المرجل.

من المهم ملاحظة أن غلاية الهيدروجين المصنعة صناعيًا تتميز بمستوى عالٍ من الأمان. أثناء التشغيل ، تعتبر هذه الوحدة أكثر أمانًا من غلايات الغاز والوقود الصلب.

تركيب غلاية الهيدروجين

لتركيب الهيكل ، يجب عليك شراء المكونات التالية:

• 12 فولت امدادات الطاقة.
• منظم 30 أمبير PWM ؛
• أنابيب بأقطار مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ ؛
• الاهلية.

يتم تغذية الماء في ظروف محكمة الغلق بشكل مثالي في الحاوية مع الديالكتيك. توجد ألواح فولاذية مقاومة للصدأ ، يتم ضمان دعامةها بواسطة عازل. تستقبل اللوحات جهد 12 فولت. ستكون النتيجة تحلل الماء إلى غازات.

يسمح استخدام منظم PWM بتحويل التيار المباشر إلى تيار نبضي أو تيار متردد ، مما يزيد من الكفاءة الكلية للنظام.

المواد القابلة للتطبيق

في نظام التسخين ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام الماء المقطر ، الذي يضاف إليه هيدروكسيد الصوديوم بنسبة 10 لترات من السائل لكل 1 ملعقة كبيرة. مادة ل. في حالة عدم الحصول على الكمية المطلوبة من نواتج التقطير أو صعوبة الحصول عليها ، يُسمح باستخدام ماء الصنبور العادي ، ولكن فقط في حالة عدم وجود معادن ثقيلة في تركيبته.

نظرًا لأن المعادن التي تُصنع منها غلايات الهيدروجين ، يُسمح باستخدام أي نوع من الفولاذ المقاوم للصدأ - الفولاذ المغنطيسي ، الذي لا تنجذب إليه الجزيئات غير الضرورية ، سيكون خيارًا ممتازًا. على الرغم من أن المعيار الرئيسي لاختيار المادة يجب أن يظل مقاومة التآكل والصدأ.

لتجميع الجهاز ، عادةً ما يتم استخدام الأنابيب التي يبلغ قطرها 1 أو 1.25 بوصة. ويتم شراء الموقد من المتجر المناسب أو الخدمة عبر الإنترنت.

إذا اخترت المواد المناسبة ودراسة مخطط التسخين بعناية ، فإن تصنيع التركيب وتوصيله بالغلاية ليس بالأمر الصعب.

هل التجميع الذاتي لغلاية الهيدروجين له ما يبرره؟

تثير جدوى تجميع وحدة الهيدروجين بيديك الكثير من الأسئلة التي لم يتم التحقيق فيها بشكل كافٍ حتى الآن ، لذلك ، قبل اتخاذ مثل هذا القرار ، يجب عليك موازنة الإيجابيات والسلبيات بعناية ، وكذلك مراعاة النقاط المهمة.

بعد بناء وحدة من العناصر المذكورة أعلاه وتكميلها بمكونات آلية وميكانيكية قياسية ، يمكنك الحصول على نموذج أولي لوحدة الهيدروجين. لكي تعمل بشكل كامل ، يجب إجراء الكثير من الاختبارات والتجارب.

منظور الهيدروجين في صناعة التدفئة

يسمي العديد من العلماء الهيدروجين بأنه الوقود الواعد ، وهذا ما تؤكده الحقائق التالية فقط:

الهيدروجين هو أكثر عناصر الوقود وفرة في الكون ، وعاشر أكثر العناصر الكيميائية وفرة على كوكبنا. بكل بساطة ، لن تكون هناك بالتأكيد أي مشاكل مع احتياطيات الهيدروجين ؛

• على الرغم من حقيقة أن هذا غاز ، إلا أنه غير ضار وغير سام على الإطلاق ، لذلك لن يشعر الناس والحيوانات وحتى النباتات بآثاره الضارة ؛
• في معدات التدفئة التي تعمل بالهيدروجين ، الماء العادي هو منتج الاحتراق ، لذلك لا داعي للحديث عن العادم الضار ؛
• درجة احتراق الهيدروجين 6000 ، مما يؤكد السعة الحرارية العالية لهذا العنصر الكيميائي ؛
• من حيث الوزن ، يكون هذا الوقود أخف من الهواء (14 مرة) ، وبالتالي ، في حالة حدوث تسرب ، فإن اختيار الوقود سوف يتبخر من تلقاء نفسه وبسرعة كبيرة ؛
• كيلوغرام الهيدروجين اليوم يكلف فقط 2-7 دولارات أمريكية. لكن الكيلوغرام كثير ، لأن كثافة مادة ما هي 0.008987 كجم / م 3 فقط ؛
• القيمة الحرارية لمكعب واحد من الهيدروجين هي 13000 كيلو جول. بالطبع ، هذا الرقم أقل بثلاث مرات من سعر الغاز الطبيعي ، لكن سعر الهيدروجين أقل بعشر مرات.

من هذا يمكننا أن نستنتج أن تدفئة المنازل بالهيدروجين لن تكلف أكثر من استخدام غلايات الغاز التقليدية. أيضًا ، لن يدفع مالك هذه المعدات الفريدة عمليات الإغلاق المحمومة في جيوب مالكي شركات النفط والغاز ، وليست هناك حاجة لتجهيز خط أنابيب غاز باهظ الثمن. في الوقت نفسه ، سيوفر المالك نفسه أيضًا من المرور بإجراءات بيروقراطية مملة وطويلة لتنسيق المشاريع المختلفة.

بشكل عام ، يمكن اعتبار الهيدروجين بالفعل الوقود الواعد. تم بالفعل تجربة جميع فوائد هذا العنصر من قبل عمال الفضاء الذين يستخدمون الهيدروجين كوقود للصواريخ.

هل من المربح تدفئة منزل بالهيدروجين

باعة مولدات الهيدروجين المدمجة يقنعون المشترين بالرخص غير العادي للتدفئة المنزلية بالهيدروجين. يُزعم أنه أكثر ربحية من التسخين بالغاز. يقولون أن الماء الذي يتم سكبه في التركيب لا يكلف شيئًا ، أما باقي التكاليف فهي صامتة. مثل هذه الوعود لها تأثير سحري على بعض مواطنينا الذين يحبون الهدايا المجانية. لكن دعونا لا نكون مثل بينوكيو ، وقبل أن تطأ قدمك أرض السفيه ، دعنا نكتشف مقدار تكلفة تسخين الهيدروجين في المنزل بالفعل.

يبلغ متوسط ​​سعر بيع الغاز الطبيعي للسكان لأغراض التدفئة وتوليد الكهرباء 4.76 روبل / م 3. 1 م 3 تحتوي على 0.712 كجم. وفقًا لذلك ، يبلغ سعر 1 كجم من الغاز الطبيعي 6.68 روبل. متوسط ​​القيمة الحرارية للغاز الطبيعي هو 50،000 كيلو جول / كجم. بالنسبة للهيدروجين ، فهو أعلى بكثير ، 140.000 كيلوجول / كجم. أي ، من أجل الحصول على كمية من الطاقة الحرارية تساوي تلك الناتجة عن احتراق 1 كجم من الهيدروجين ، ستكون هناك حاجة إلى 2.8 كجم من الغاز الطبيعي. تكلفته 13.32 روبل. لنقارن الآن مؤشرات تكلفة الطاقة الحرارية التي تم الحصول عليها من احتراق 1 كجم من الهيدروجين الذي تم الحصول عليه في محلل كهربي مصنع جيد ومن 2.8 كجم من الغاز الطبيعي: 420 روبل مقابل 13.32. الفرق هائل حقًا ، 31.5 مرة! حتى بالمقارنة مع أغلى أنواع التدفئة التقليدية - الكهربائية ، الهيدروجين لا يمكن أن يقترب من المنافسة ، فهو يكلف 4 أضعاف! من الأفضل استخدام الكهرباء التي سيتم إنفاقها على تشغيل المحلل الكهربائي لتشغيل الأجهزة الكهربائية للتدفئة ، سيكون هناك معنى أكثر من مثال.

يتم استخدام تقنيات الإعلان وطرق الإقناع من قبل بائعي المنشآت لتدفئة المنازل باستخدام الهيدروجين من أجل بيع سلعهم غير المفيدة بأسعار باهظة.

أما آفاق الطاقة الهيدروجينية فهي موجودة ولكن النجاح مرتبط بتقنيات صناعية واعدة لم يتم اختراعها بعد. مولدات الهيدروجين المنزلية وسيارات الهيدروجين غير مربحة بشكل لا لبس فيه على الأقل للعقود القادمة. استخدامها المحدود للغاية في بعض البلدان ممكن فقط بفضل الإعانات الحكومية الجادة في إطار البرامج البيئية التجريبية.

إضافة الماء إلى الوقود العادي

يمكن استخدام الماء كوقود لسيارتك في وقود الديزل التقليدي. هذه فرضية أخرى طرحها مخترعو "الوطن".اتضح أنه عند إضافة كمية صغيرة من وقود الديزل إلى زجاجة ماء ، يحترق الخليط الناتج. علاوة على ذلك ، يتم إطلاق كمية أقل من السخام ، وتصبح عملية الاحتراق أكثر عنفًا.

أيضًا ، أثناء عملية حرق قطعة من الورق مغموسة في الخليط الناتج ، يظهر صدع ، لكنه يشير فقط إلى تبخر السائل. بالإضافة إلى ذلك ، لا يؤدي الاهتزاز إلى إذابة وقود الديزل في الماء. لن يعمل المزيج المتجانس هنا. بمرور الوقت ، يتجمع وقود الديزل ، مثل الزيت أو البنزين ، على السطح.

وأجريت تجربة مماثلة بجرار مملوء بوقود الديزل والماء ومختلط بنسب معينة. بدأت الوحدة في العمل وبدأت في الدمدمة والوقوف في مكانها. ولكن فقط من أجل هذا تكفي طاقة مثل هذا الوقود. وهناك خطر كبير أن المحرك سوف يفشل.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

في الفيديو أدناه ، سترى نظرة عامة على نموذج غلاية تعمل بالغاز يعمل بالهيدروجين أنتجتها شركة DAEWOO الكورية الشهيرة.

ليس من دون سبب أن يطلق على الهيدروجين وقود المستقبل: يمكن أن يصبح هذا الغاز موردًا غير محدود تقريبًا من الوقود الرخيص والصديق للبيئة والذي يمكن استخدامه في منشآت مختلفة.

ستخلق غلاية وقود الهيدروجين ، المصنعة في المصنع أو بشكل مستقل ، نظام تدفئة مستقل. سيساعد هذا في تقليل المدفوعات في الإسكان والخدمات المجتمعية بشكل كبير ، وسيحل مشكلة الحفاظ على درجة حرارة مريحة في غرف المعيشة وغرف المرافق.

هل لديك أي خبرة في استخدام الهيدروجين كوقود؟ هل تريد طرح أسئلة حول موضوع ما أو التحدث عن اختراعك؟ يرجى التعليق على المنشور والمشاركة في المناقشات وترك صور لمنتجاتك محلية الصنع. توجد كتلة الملاحظات أدناه.

خصائص الهيدروجين كوقود

كما ذكرنا أعلاه ، فإن وقود هذه الوحدات هو الهيدروجين ، أخف غاز في الطبيعة ، عديم اللون والرائحة. من بين مزاياها كمية الحرارة الكبيرة التي يتم إطلاقها أثناء احتراق H2 (121 ميجا جول / كجم ، بينما يطلق احتراق البروبان 40 ميجا جول / كجم فقط).

في ظل الظروف العادية ، يحترق الهيدروجين عند درجة حرارة + 2000 درجة مئوية ، ولكن بمساعدة محفز يمكن تقليله إلى + 300 درجة مئوية. وهذا يسمح بأن تكون الغلايات مصنوعة من الفولاذ منخفض التكلفة بدلاً من المعادن الأرضية النادرة باهظة الثمن.

الهيدروجين مادة غير سامة مما يضمن سلامة استخدامه في الحياة اليومية. عندما يتم حرق هذه المادة ، يتم الحصول على بخار الماء ، مما يحسن المناخ المحلي في المبنى ولا يحتاج إلى مداخن.

عند استخدام الهيدروجين ، يجب التقيد الصارم بقواعد السلامة: إذا تم استخدام الغاز بشكل غير صحيح أو عند ملامسته لنار مفتوحة ، فقد يحدث انفجار مدمر

تشمل العيوب زيادة قابلية انفجار الهيدروجين ، خاصةً عند مزجه مع الهواء أو الأكسجين ، مما يؤدي إلى تكوين غاز أوكسي هيدروجين.