דוד חימום מימן: מכשיר + עיקרון הפעלה + קריטריוני בחירה
עקרונות האנרגיה החלופית זוכים יותר ויותר לתשומת לב הצרכנים.הדבר נובע בעיקר מהעלייה בתעריפים על משאבי האנרגיה המסורתיים, כמו גם שיבושים תקופתיים בשוק השירותים.
בנסיבות אלה, דוד לחימום מימן נחשב לאחד מסוגי המכשירים המבטיחים ביותר הפועלים על דלק מתחדש, שהוא גז H2.
לפני שתחליט לרכוש יחידה כזו, אתה צריך להכיר את עיקרון הפעולה שלה ולהעריך את היתרונות והחסרונות של שימוש במימן כדלק. נושאים אלה נחקרו על ידינו ומתוארים בפירוט במאמר.
בנוסף, זיהינו פרמטרים שיש לקחת בחשבון בבחירת הדוד, סיפקנו עצות תפעול והכנו סקירה של מחוללי המימן הטובים ביותר מתוצרת המפעל. אוהדים של מוצרים תוצרת בית ימצאו שימושיות בהוראות להרכבת היחידה במו ידיהם.
תוכן המאמר:
תכונות המימן כדלק
כאמור, הדלק ליחידות כאלה הוא מימן, הגז הקל ביותר בטבע, חסר צבע וריח. בין יתרונותיו ניתן למנות את כמות החום הגדולה שמשתחררת בזמן הבעירה של H2 (121 MJ/kg, בעוד שריפת פרופאן משחררת רק 40 MJ/kg).
בתנאים רגילים, מימן נשרף בטמפרטורה של +2000 מעלות צלזיוס, אך בעזרת זרז ניתן להפחית אותו ל- +300 מעלות צלזיוס.זה מאפשר לייצר דוודים מפלדה לא יקרה ולא ממתכות אדמה נדירות יקרות.
מימן אינו רעיל, מה שהופך אותו בטוח לשימוש בחיי היומיום. כאשר חומר זה נשרף, נוצרים אדי מים, אשר משפרים את המיקרו אקלים הפנימי ואינם מצריכים ארובות.
החסרונות כוללים את הנפיצות המוגברת של מימן, במיוחד כאשר הוא מעורבב עם אוויר או חמצן, מה שמוביל להיווצרות גז מתפוצץ.
יתרונות וחסרונות של דודי מימן
החוזקות של מכשירים כאלה הם:
- ידידותית לסביבה לחלוטין. מוצרי פירוק מים אינם פוגעים באטמוספירה; הם בטוחים לחלוטין לבריאותם של אנשים וחיות מחמד.
- רמת יעילות גבוהה, שיכול להגיע ל-96%. זה גבוה משמעותית מהיעילות של סולר, גז טבעי או פחם.
- חיסכון במשאבי טבע באמצעות השימוש מקורות אנרגיה חלופיים.
- מחיר נמוך קלוריות שהתקבלו. עבור מכשירים כאלה, מים ומעט חשמל מספיקים.
יחד עם זאת, למכשירים כאלה יש גם חולשות.
החסרונות כוללים את הניואנסים הבאים:
- דרישות תחזוקה. לייצור H הכי גבוה שאפשר2, יש להחליף את לוחות המתכת מדי שנה. בנוסף להחלפת האלקטרודות, יש להוסיף זרז באופן קבוע להפקת כמות האנרגיה המתוכננת. התדירות של הליך זה תלויה בכוח, כמו גם בתכונות של דגם מסוים.
- עלות גבוהה - התקנת המפעל תעלה לא פחות מ 35-40 אלף רובל.
- סכנת פיצוץ כאשר הלחץ המנורמל בדוד עולה.
- מחסור בגלילי מימן - די נדיר למצוא אותם במבצע.
- בחירה מוגבלת. מכיוון שמכשירי חימום כאלה אינם נפוצים מאוד בשוק הרוסי, לא תמיד ניתן למצוא במהירות דגם מתאים, כמו גם למצוא מומחים מוסמכים להתקנה ותיקון של ציוד.
- הצורך בתקשורת. כדי להפעיל את המכשיר, אתה צריך חיבור קבוע לאספקת החשמל כדי לבצע את תגובת האלקטרוליזה, כמו גם למקור מים, שזרימתו תלויה בעוצמת המכשיר.
יש להזכיר כי היצרנים מקדישים תשומת לב רבה לטכנולוגיות חדשות ושואפים לשפר את דודי המימן, תוך ביטול או מזעור חסרונות.
עקרון הפעולה של יחידת החימום
בשל פעילותה ח2 הוא אינו מצוי בטבע בצורתו הטהורה, אך די קל לבודד אותו ממים רגילים על ידי אלקטרוליזה, המשחררת גם גז חמצן.
כדי שמכשיר החימום יפעל, תחילה יש צורך להשיג H2. זה קורה בתא מיוחד השמור לתגובה כזו. נוזל מוזג לתוך המיכל, שבו טבולות לוחות מתכת.
הם מסופקים עם זרם חשמלי של טוהר שנבחר במיוחד, שבהשפעתו H משתחרר2 ולגבי2, כמו גם אדי מים כתוצר לוואי.
התערובת המתקבלת מועברת דרך מכשיר מיוחד - מפריד כימי, בעזרתו ניתן לבודד מימן, להפריד אותו מזיהומים אחרים. הגז המטוהר מסופק למבער, עליו מותקן שסתום.
זה מונע תנועה H2 בכיוון השני, מה שמונע פיצוץ. במקרה זה, חמצן ואדי מים משתחררים לתוך מיכל מיוחד דרך מערכת אחרת.
לאחר מכן, גז מימן עובר דרך יחידת ההגנה ונכנס לתא הבעירה. כאן הוא מגיב עם גז בנוכחות זרז, וכתוצאה מכך היווצרות חום, אשר נכנס למערכת החימום הביתית דרך מחליף חום.
אדי המים המשתחררים בתא מוחזרים דרך תעלה ייעודית במיוחד למאגר עם האלקטרוליט, ובכך נעשה שימוש בתהליך המיחזור.
התאמת הכוח מתבצעת באמצעות ערוצים מאובזרים במיוחד, שמספרם יכול להגיע לשישה. כל אחד מהמכשירים הללו מכיל זרז בפנים, שבגללו, כאשר מופעל, מתחיל תהליך יצירת החום.
זרימת הגז, המחוממת לטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס, מתחילה לנוע לעבר מחליף החום הממוקם בתא הבעירה.
הודות לעיצובים נפרדים, הערוצים יכולים לפעול באופן עצמאי אחד מהשני, מה שמאפשר להפעיל רק חלק מהם.
דגמים מודרניים מצוידים גם במכשירים שונים, למשל, מחווני מפלס מים וחיישני לחץ, המאפשרים להם לפעול באופן אוטומטי ולהגיב בדחיפות במצבים בלתי צפויים.
רכיבים של מפעל מימן
העיצוב של מערכת חימום הפועלת על מימן הוא די פשוט.
דוּד, הממלא את התפקיד של מחליף חום, הוא היסוד העיקרי שבו מתרחשת ייצור מימן.
אלקטרוליזר - החלק הפעיל העיקרי של הדוד, שבו מתרחשת התגובה האלקטרוליטית, המובילה לפירוק המים ל-H2 ולגבי2. האלמנט הוא מאגר מלא במים שלתוכו מוכנסות אלקטרודות מתכת בעלות מוליכות זרם מקסימלית.
הלוחות מחוברים לחוטים שדרכם מסופק חשמל.
מַבעֵר - מכשיר המסייע בחימום נוזל הקירור במערכת החימום. ממוקם בתא הבעירה, ניצוץ מסופק כדי להצית אותו.
שסתום מבער - חלק מיוחד הממוקם בחלק העליון של המכשיר. הודות לפרט זה H2, העולה למעלה, מתגבר בקלות על המחסום שאינו נגיש לחומרים אחרים המשתחררים ונכנס ישירות למבער.
צנרת - תקשורת הנמשכת מהיחידה ומשמשת לאספקת חום לכל חדרי הבית. משמש לרצועות צינורות חימום קוטר 25-32 מ"מ. בעת הנחת, הכלל הבסיסי מתקיים: הקוטר של כל ענף עוקב צריך להיות קטן יותר מזה של הקודם.
קריטריונים לבחירת גנרטור
כאשר מחליטים לרכוש ציוד כזה, חשוב לשים לב לקריטריונים הבאים.
כּוֹחַ. עם מכשירים מודרניים, הערך של מחוון זה יכול להשתנות באופן משמעותי, מה שמאפשר לך לבחור את האפשרות הטובה ביותר הן לבית קטן והן לבניין בן שתיים או שלוש קומות.
מספר מעגלים. במכשירים הפועלים על מימן, מותקן בדרך כלל מעגל חימום. דגמים מסוימים מספקים גם התקנה נוספת של מעגל שני (חימום).
רמת צריכת החשמל. הטכנולוגיות של היום מאפשרות להגיע לביצועי חום מעולים תוך שימוש במינימום חשמל. צריכת האנרגיה של סוגים שונים של גנרטורים נעה בין 1.2 ל-3 קילוואט לשעה.
צריכת אנרגיה נמוכה מושגת בשל העובדה שדוד המימן אינו פועל ברציפות, אלא רק כדי לשמור על טמפרטורה מסוימת בחדר.
ספק כוח. ניתן לחלק את כל סוגי מחוללי המימן לשתי קטגוריות גדולות: האחת פועלת על גז, והשנייה פועלת על חשמל.
יַצרָן. עדיף להעדיף יצרנים מוכחים (איטליה, ארה"ב). כדאי להיזהר ממוצרים לא איכותיים שמציעות חברות מפוקפקות במחירים נמוכים במיוחד.
טיפים לשימוש בדוד
כדי לשפר את הפונקציונליות של היחידה, חשוב לעקוב אחר ההוראות המצורפות. אתה יכול לשפר את פעולת המכשיר על ידי הוספת חלקים נוספים (עליך להקפיד על כללי הבטיחות).
אתה יכול להתקין חיישנים מיוחדים בחלק הפנימי של מחליף החום כדי לנטר את העלייה בשיעורי חימום המים, כמו גם להשלים את עיצוב המבער עם שסתומי כיבוי.
פשוט חבר אותו ישירות אליו חיישן טמפרטורהכך שהדוד נכבה אוטומטית ברגע שהחימום מגיע לנקודת ההגדרה.
זה גם שימושי להתקין מכשיר לקירור הדוד מנורמל.
אם יישמרו תקני הפעלה, יחידה המונעת במימן תשרת עשרות שנים. למרות שתקופת האחריות על מכשירים כאלה היא 15 שנים, בפועל הם יכולים לעבוד ביעילות במשך 20-30 שנה.
תיקון מכשירים כאלה לא יהיה קשה עבור טכנאי מנוסה, שכן העיצוב הבסיסי של דוד מימן אינו שונה מדי מאנלוגים הפועלים על סוגים אחרים של דלק.
5 מחוללי המימן המובילים במפעל
החברה הראשונה שיצרה ופטנט על הטכנולוגיה לייצור דוד דלק מימן הייתה חברה איטלקית ג'אקומיני. היא מתמחה במכשירים המבוססים על שיטות ידידותיות לסביבה להפקת אנרגיה: משאבות גיאותרמיות, פאנלים סולאריים ועוד.
נכון לעכשיו, דגמים דומים מיוצרים על ידי חברות אמריקאיות, סיניות ואירופיות, אך הטווח שלהם אינו רחב במיוחד בהשוואה לדודים הפועלים על סוגים אחרים של דלק.
דגמי המפעל הטובים ביותר של מערכות מימן
בין הדגמים הפופולריים ביותר נציין:
- MegaTank100 – גנרטור הפועל על חשמל מהרשת. יש לו מערכת הגנה רב-מפלסית אמינה מפני התחממות יתר וקצר חשמלי, המבטיחה פעולה בטוחה ופרודוקטיבית. עלות הדגם תלויה בתצורה שלו.
- STAR-2000 - ליחידה יקרה (>200,000 רובל) יש מאפיינים טכניים מצוינים. למרות העובדה שהגנרטור הזה צורך אנרגיה מינימלית, הוא מסוגל לחמם חדר של 251-300 מ"ר.
- קינגקר – מכשיר המופעל על רשת החשמל עם תכונות ביצועים מעולות. עלות המודל גבוהה למדי - כ -100 אלף רובל, אך היא מתקזזת על ידי צריכת אנרגיה חסכונית.
- H2-2 - ציוד איטלקי "נוסף" במחיר גבוה (כ-250,000 רובל). מאפשר חימום אוויר בחללים גדולים (מ-300 מ'3 ומעלה) עם צריכת חשמל מינימלית.
- אנרגיה חינמית - מכשירים איכותיים במחיר סביר בטווח של 15-35 אלף רובל (המחיר תלוי בכוח ובמאפיינים אחרים). מצויד ביחידת בקרה האוטומטית תהליכים רבים, חיישן ויסות מתח ולחץ רב רמות.
ישנם גם דגמים נוספים בקטגוריות מחיר שונות.
איך להכין דוד בעצמך
למחוללי חימום יש עיצוב קל למדי. עם רמה מסוימת של מיומנות, אתה יכול להרכיב את המכשיר בעצמך. יחד עם זאת, בשל הנפיצות של תערובת המימן, עבודה כזו דורשת אחריות קיצונית, ידע באמצעי זהירות וניסיון בהתקנת מכשירים כאלה.
תהליך הכנת דוד מימן במו ידיך ניתן לחלק למספר שלבים.
שלב 1 — ביצוע ציור והכנת חומרים. קודם כל, כדאי למצוא פרויקטים דומים באינטרנט כדי להשתמש בהם כדי לחשוב על מכשיר שיעמוד בכל התנאים והאפשרויות.
יש צורך לחשב במדויק את כל האינדיקטורים, ומעל לכל, את הכוח הנדרש, וגם להחליט על החומרים שישמשו לייצור הדוד. סגסוגות פרומגנטיות נחשבות לאופציה הטובה ביותר, אך מיכל עשוי נירוסטה מתאים למדי.
למרות שלגנרטורים לחימום מימן עשויים להיות עיצובים שונים, הפרטים הבאים נשארים ללא שינוי:
- מקור כוח 12 וולט;
- המיכל שבו ימוקם המבנה;
- בקר PWM עם הספק של לפחות 30 A;
- מספר צינורות בקטרים שונים עשויים נירוסטה;
- לוח מתכת;
- מסור מתכת;
- גזיה - מוכן טוב יותר, נקנה בחנות.
שלב 2 — יצירת אלקטרוליטים. כדי להכין את הלוחות שבהם יצויד האלקטרוליזר, אתה צריך לקחת גיליון פלדה בעובי בינוני.בעזרת מספריים מתכת, מסור או כלי אחר, הוא נחתך לרצועות שוות של 18 חלקים או יותר (המספר חייב להיות זוגי).
מאידך, בכל אחד מהם יש צורך לקדוח חורים עבור הברגים אשר יהיה צורך להחזיק את האלמנטים הללו ללא תנועה לחלוטין באלקטרוליט.
אנו מחלקים את כל הלוחות לאנודות וקתודות; בהתאם לחלוקה זו, חוטים מחוברים אליהם, בהתאמה משדרים מטענים חיוביים ושליליים.
שימוש בזרם ישר יעיל יותר משימוש בזרם חילופין. עדיף להשתמש בגנרטור מסוג PWM כמקור שלו.
שלב 3 — מכלול אלקטרוליזר. החומר הטוב ביותר לייצור אלמנט זה הוא נירוסטה. מבנה מלבני או מרובע אמין מרותך ממתכת, ולאחר מכן יוצקים לתוכו מים או תערובת של H.2O עם הזרז, וצלחות מוכנות עם חיווט מחובר ממוקמים גם.
שלב 4 — חיבור מבער. מבער מותקן בחלק העליון של המכשיר - עדיף להשתמש בדגם שנרכש, שניתן לרכוש בחנות מתמחה.
שלב מס' 5 — התקנה וחיבור של המפריד, הדרוש להפרדת גזי מימן מתערובת.
לבסוף, מונח צינור שדרכו H2 יעלה למבער, ומחוברים גם אלמנטים שמוציאים חום ומפיצים אותו בכל הבית.
איזה מים עדיף - רגילים או מזוקקים?
אחת השאלות שבעלי דודי מימן שואלים לעתים קרובות נוגעת למים המשמשים להפעלת המכשירים.
לדברי מומחים, מכשירים מתוצרת מפעל או ביתיים מפגינים את הביצועים הטובים ביותר כאשר עובדים עם מים מזוקקים, שאליהם התווסף מעט מאוד נתרן הידרוקסיד (כף אחת לכל 10 ליטר H2O).
עם זאת, דוד מימן יכול לפעול בהצלחה גם על מי ברז, העיקר שהוא אינו מכיל מלחי מתכות כבדות.
מסקנות וסרטון שימושי בנושא
בסרטון למטה תוכלו לראות סקירה של דגם של דוד גז הפועל על דלק מימן, המיוצר על ידי החברה הקוריאנית המפורסמת DAEWOO.
מימן לא בכדי נקרא הדלק של העתיד: הגז הזה יכול להפוך למשאב כמעט בלתי מוגבל של דלק זול וידידותי לסביבה שניתן להשתמש בו במתקנים שונים.
דוד דלק מימן, המיוצר במפעל או באופן עצמאי, יאפשר לך ליצור מערכת חימום אוטונומית. זה יעזור להפחית משמעותית את התשלומים בדיור ובשירותים קהילתיים, ויפתור את נושא השמירה על טמפרטורה נוחה בחדרי מגורים וחדרי שירות.
יש ניסיון בשימוש במימן כדלק? האם אתה רוצה לשאול שאלות בנושא או לדבר על ההמצאה שלך? נא להגיב לפוסט, להשתתף בדיונים ולהשאיר תמונות של המוצרים הביתיים שלכם. בלוק המשוב נמצא למטה.
