Daudzi ir pieraduši uzskatīt, ka dabasgāze ir vispieejamākais un ekonomiskākais degvielas veids. Taču izrādījās, ka šim produktam ir laba alternatīva – ūdeņradis. To iegūst, sadalot ūdeni. Sākotnējā komponente šādas degvielas iegūšanai tiek iegūta bez maksas. Pašdarināts ūdeņraža deglis apkures katlam palīdzēs daudz ietaupīt un nedomāt par došanos uz veikalu. Ir īpaši noteikumi un metodes, lai izveidotu tehnisko iekārtu, kas paredzēta ūdeņraža ražošanai.
Kā tiek iegūts ūdeņradis?
Informāciju par ūdeņraža ražošanu ķīmijas skolotāji bieži sniedz bērniem vidusskolā. Metode, kā to iegūt no tīra ūdens ķīmijā, sauc par elektrolīzi. Tieši ar šādas ķīmiskas reakcijas palīdzību ir iespējams iegūt ūdeņradi.
Ierīce ar vienkāršu dizainu izskatās kā atsevišķs trauks, kas piepildīts ar šķidrumu. Zem ūdens slāņa ir divi plastmasas elektrodi. Viņiem tiek nodrošināta elektrība. Sakarā ar to, ka ūdenim piemīt elektrovadītspējas īpašība, starpplāksnes savieno kontaktu ar minimālu pretestību.
Strāva, kas iet cauri izveidotajai ūdens pretestībai, noved pie ķīmiskas reakcijas veidošanās, kuras rezultātā rodas nepieciešamais ūdeņradis.
Šajā posmā viss šķiet ļoti vienkārši – atliek tikai savākt iegūto ūdeņradi, lai to izmantotu kā enerģijas avotu. Bet ķīmija nevar pastāvēt bez sīkām detaļām. Ir svarīgi atcerēties, ka, ja ūdeņradis savienojas ar skābekli, tad noteiktā koncentrācijā rodas sprādzienbīstams maisījums. Šis vielu stāvoklis tiek uzskatīts par kritisku, kas ierobežo cilvēku jaudīgāko mājas tipa staciju izveidē.
Kā darbojas ūdeņraža deglis?
Izveidojot pašizveidotus ar ūdeņradi darbināmus ģeneratorus, visbiežāk par pamatu tiek izmantota klasiskā Brown instalācijas shēma. Šāda veida elektrolizatoram ir vidēja jauda, un tas ietver vairākas šūnu grupas, no kurām katrai savukārt ir plastmasas elektrodu grupa. Izveidotās instalācijas jauda būs atkarīga no plastmasas elektrodu kopējās virsmas laukuma.
Šūnas tiek uzstādītas konteinerā, kas ir kvalitatīvi aizsargāts no ārējiem faktoriem. Uz ierīces korpusa ir piestiprinātas speciālas caurules ūdensvada savienošanai, ūdeņraža izvadei, kā arī kontaktu panelim, kas darbojas kā elektriskās strāvas padeve.
Pašu izgatavotais ūdeņraža deglis saskaņā ar Brauna shēmu papildus visam iepriekšminētajam ietver atsevišķu ūdens blīvējumu un reversuvārsts. Ar šādu detaļu palīdzību tiek panākta pilnīga ierīces aizsardzība pret ūdeņraža izdalīšanos. Tieši šo shēmu izmanto daudzi meistari, veidojot ūdeņraža iekārtu mājas teritorijas apkurei.
Ūdeņraža mājas apkure
Izveidot skābekļa-ūdeņraža degli ar savām rokām nav nemaz tik vienkārši, tas prasa zināmu piepūli un pacietību. Lai savāktu pareizo ūdeņraža daudzumu mājas apkurei, ir jāizmanto jaudīga elektrolīzes iekārta, kā arī jāuzkrāj milzīgs elektroenerģijas daudzums.
Speciālisti atzīmē, ka drīzumā nebūs iespējams kompensēt iztērēto elektroenerģiju, izmantojot gatavu instalāciju mājās.
Ūdeņraža stacija lietošanai mājās
Kā ar savām rokām izgatavot ūdeņraža degli? Šis jautājums joprojām ir vispopulārākais privātmāju īpašnieku vidū, kuri cenšas izveidot uzticamu un kvalitatīvu apkures avotu. Visizplatītākais veids, kā izveidot šādu ierīci, ir šāda opcija:
- iepriekš sagatavojiet hermētisku trauku;
- tiek izveidoti plākšņu vai cauruļveida elektrodi;
- paredzēts ierīces dizains: tās vadības un aprīkošanas ar strāvu metode;
- papildu moduļu sagatavošana savienošanai ar ierīci;
- pērciet speciālās detaļas (stiprinājumus, šļūtenes, vadus).
Protams, meistaram noteikti būs nepieciešami instrumenti, arī speciālieierīces, frekvenču skaitītājs vai osciloskops. Kad visi instrumenti un materiāli ir sagatavoti, meistars var ķerties pie paša ūdeņraža apkures degļa izveides mājas lietošanai.
Ierīces izveides shēma
Pirmajā mājas apkurei paredzētā ūdeņraža degļa izveides posmā meistaram jāizgatavo īpašas šūnas, kas paredzētas ūdeņraža ražošanai. Degvielas šūna izceļas ar tās pilnīgumu (nedaudz mazāk par ģeneratora korpusa garumu un platumu), tāpēc tā neaizņem pārāk daudz vietas. Bloka augstums ar elektrodiem iekšpusē sasniedz 2/3 no galvenā korpusa augstuma, kurā ir uzstādītas galvenās konstrukcijas daļas.
Šūnu var izveidot no organiskā stikla vai tekstolīta (sienu biezums svārstās no 5 līdz 7 milimetriem). Lai to izdarītu, tekstolīta plāksni sagriež piecās vienādās daļās. Tālāk no tiem veido taisnstūri un apmales salīmē ar epoksīda līmi. Iegūtās formas apakšējai daļai jāpaliek atvērtai.
No šādām plāksnēm pieņemts izveidot ūdeņraža sildītāja degvielas šūnu korpusu. Taču šajā gadījumā eksperti izmanto nedaudz atšķirīgu montāžas metodi, izmantojot skrūves.
Gatavā taisnstūra ārpusē ir izurbti nelieli caurumi elektrodu plākšņu turēšanai, kā arī viens neliels caurums līmeņa sensoram. Ērtai ūdeņraža izdalīšanai būs nepieciešams papildu caurums ar platumu no 10 līdz 15 milimetriem.
Iekšpusē ievietots platīna elektrods, kura kontaktu astesiziet cauri urbumiem taisnstūra augšpusē. Pēc tam ūdens līmeņa sensors ir iebūvēts aptuveni 80 procentos no šūnas piepildījuma. Visi brīvie caurumi tekstolīta plāksnē (izņemot to, no kura nāks ūdeņradis) ir piepildīti ar epoksīda līmi.
Ģeneratora šūnas
Visbiežāk, veidojot ūdeņraža ģeneratoru, tiek izmantota moduļu cilindriskā forma. Šīs konstrukcijas elektrodi ir izgatavoti nedaudz savādāk.
Caurumam, no kura izplūst ūdeņradis, papildus jābūt aprīkotam ar īpašu veidgabalu. Tas ir fiksēts ar stiprinājumu vai pielīmēts. Gatavā ūdeņraža ģenerēšanas šūna ir iebūvēta sildītāja korpusā un no augšas noslēgta (šajā gadījumā varat izmantot arī epoksīdsveķus).
Instrumenta korpuss
Ūdeņraža ģeneratora korpuss lietošanai mājās ir diezgan vienkāršs. Taču šādas konstrukcijas izmantošana lieljaudas stacijām nedarbosies, jo tā vienkārši nevar izturēt slodzi.
Pirms instalējat gatavo šūnu iekšpusē, korpusam jābūt labi sagatavotam. Šim nolūkam jums ir nepieciešams:
- izveidojiet šķidruma padevi korpusa apakšā;
- padariet augšējo vāku aprīkotu ar ērtiem un uzticamiem stiprinājumiem;
- izvēlies labu blīvējuma materiālu;
- uzstādiet elektrisko spaiļu bloku uz vāka;
- aprīkojiet vāku ar ūdeņraža savācēju.
Pēdējais posms
Darba beigās meistars varēs saņemtkvalitatīvs un uzticams ūdeņraža ģenerators privātmājas apkures sistēmai. Atlikuši tikai pēdējie pieskārieni:
- instalējiet gatavo degvielas elementu ierīces galvenajā korpusā;
- pievienojiet elektrodus instrumenta vāka spaiļu blokam;
- Ūdeņraža izvadā uzstādītajam spraudnim jābūt savienotam ar ūdeņraža kolektoru;
- vāks ir uzlikts virs ierīces korpusa un piestiprināts caur blīvējumu.
Tagad ūdeņraža ģenerators pilnībā darbojas. Privātmājas īpašnieks var droši pieslēgt ūdeni un papildus moduļus ērtai privātmājas apkurei.
Ierīces lietošanas noteikumi
Ūdeņraža juvelierizstrādājumu deglim mājām jābūt ar papildu iebūvētiem moduļiem. Īpaši svarīgs ir ūdens padeves modulis, kas apvienots ar ūdens līmeņa sensoru, kas iebūvēts pašā ūdeņraža ģeneratorā. Vienkāršākie modeļi ir ūdens sūknis un vadības kontrolieris. Sūkni kontrolē regulators, izmantojot sensora signālu atkarībā no šķidruma daudzuma degvielas šūnā.
Palīgelementi ir ļoti svarīgi jebkurai apkures konstrukcijai. Ir aizliegts un pat bīstami izmantot ūdeņraža ģeneratoru bez automātiskās vadības un aizsardzības moduļiem.
Speciālisti iesaka iegādāties īpašu sistēmu, kas regulē pievadītās elektriskās strāvas frekvenci un sprieguma līmeni. Tas ir svarīgi normālai darba elektrodu darbībai degvielas elementā. Arī modulījābūt sprieguma stabilizatoram un pārstrāvas aizsardzībai.
Ūdeņraža kolektors ir caurule, kurā ir iebūvēts īpašs vārsts, manometrs un pretvārsts. No kolektora ūdeņradis tiek piegādāts telpai caur īpašu pretvārstu.
Spiediena mērītājs un ūdeņraža kolektors ir ļoti svarīgas ūdeņraža ģeneratora daļas, ar kuru palīdzību gāze tiek vienmērīgi sadalīta telpā un tiek kontrolēts kopējais spiediena līmenis.
Jebkuram patērētājam jāatceras, ka ūdeņradis joprojām ir sprādzienbīstama gāze ar augstu sadegšanas temperatūru. Šī iemesla dēļ ir aizliegts vienkārši ņemt un aizpildīt sildītāja dizainu ar ūdeņradi.
Kā noteikt instalācijas kvalitāti?
Patstāvīgi izveidot kvalitatīvu un drošu mājas apkures iekārtu ir sarežģīts uzdevums, ar kuru ne katrs tiek galā. Piemēram, pat ņemot vērā metālu, kas veido ierīces caurules un elektrodu plāksnes, jau tagad var saskarties ar daudzām grūtībām.
Iebūvēto elektrodu kalpošanas laiks ir tieši atkarīgs no metāla veida un tā pamatīpašībām. Protams, jūs varat izmantot to pašu nerūsējošo tēraudu, taču šādu detaļu darbība būs īslaicīga. Ūdeņraža degļa temperatūrai jābūt aptuveni 5000 K.
Mērījumi ir īpaši svarīgi. Visi aprēķini jāveic pēc iespējas precīzāk, ņemot vērā nepieciešamo jaudu, ienākošā ūdens kvalitāti un citus kritērijus. Ja cauruma izmērs starp elektrodiem nesakrītaprēķini, ūdeņraža ģenerators var nedarboties vispār.
