Reduir el cost de funcionament dels sistemes de calefacció és una de les tasques urgents del nostre temps. Per fer-ho, cal utilitzar aparells econòmics, radiadors amb la màxima dissipació de calor i un sistema de canonades fiable. Com a tipus alternatiu de transport d'energia, podeu considerar l'escalfament d'hidrogen a casa amb les vostres mans: un esquema, instal·lació, caldera, generador, per al qual el cremador té la seva qualitat i disseny específics.
Principi de funcionament d’un sistema de calefacció per hidrogen
La base per al funcionament de l’escalfament d’hidrogen a casa es va prendre pel mètode d’alliberar una gran quantitat d’energia tèrmica durant la interacció de les molècules d’hidrogen i oxigen. L’únic subproducte d’aquesta reacció és l’aigua normal. Per a l’aplicació pràctica d’aquest principi, es van desenvolupar per primera vegada models industrials de calderes de calefacció per hidrogen.
Ocupaven una superfície bastant gran i tenien una eficiència relativament baixa, fins al 80%. Com a resultat del desenvolupament de les tecnologies de l'empresa, els fabricants van dur a terme diverses millores, el resultat de les quals va ser una instal·lació d'hidrogen per escalfar una casa.
Per al seu funcionament, s'han de complir les condicions següents:
- Proporcioneu una connexió a una font de líquid. Molt sovint, es tracta d’un sistema de fontaneria convencional. El consum depèn de la potència de la caldera;
- Font d'alimentació. Per mantenir la reacció d’electròlisi, cal una connexió elèctrica;
- Substitució periòdica del catalitzador. El període depèn del model i la potència de la caldera.
A diferència de les instal·lacions de gas de combustible sòlid, l'escalfament d'hidrogen amb les vostres mans es caracteritza per uns requisits de seguretat més baixos. Això es deu al fet que totes les reaccions tenen lloc a l’interior de la instal·lació i l’usuari només necessita un control visual dels paràmetres.
En instal·lacions improvisades, és possible la fuita d’una mescla d’oxigen-hidrogen. Abans d’engegar-los, cal comprovar si el contenidor està completament estanc.
Què és un generador d’hidrogen
L’escalfament alternatiu d’hidrogen a casa es pot fer d’una altra manera: generant una barreja d’hidrogen i oxigen. És una bona alternativa al gas natural: la temperatura mitjana de combustió pot arribar als 3000 graus. Això requereix un cremador especial per escalfar hidrogen que sigui capaç de suportar un grau d’escalfament tan elevat.
El diagrama detallat consta dels elements següents:
- Un generador d’hidrogen eficient per escalfar que processa la barreja descompondent aigua en els seus components. També s’utilitzen catalitzadors per optimitzar la reacció;
- Tubs del cremador del generador. Necessaris per crear flames obertes;
- Caldera. En aquest cas, actua com a intercanviador de calor. El cremador es troba a la llar de foc i amb la seva ajuda s’escalfa el portador de calor del sistema.
Per fabricar calderes de calefacció d’hidrogen amb les seves pròpies mans, solen fer la modernització d’equips ja instal·lats segons l’esquema anterior. En termes financers, això és molt més econòmic que comprar una caldera de fàbrica. Tot i això, la superfície que ocuparà la central d’hidrogen destinada a escalfar la casa augmenta.
Avantatges i inconvenients dels sistemes de calefacció per hidrogen
Per a cada consumidor, les característiques operatives del dispositiu de calefacció són de gran importància. Les instal·lacions de fàbrica de bricolatge i les calderes de calefacció d’hidrogen difereixen en eficiència. Podeu trobar diversos esquemes de treball que podeu muntar vosaltres mateixos. Però, al mateix temps, la seva potència calculada serà diferent de la real, i l’indicador d’eficiència sovint no supera el 75-80%. És per això que es recomana fer l'organització de l'escalfament d'hidrogen amb les seves pròpies mans amb l'ajut de calderes fiables o generadors de fàbrica.
Penseu en les qualitats positives dels dispositius de calefacció, en què una barreja d’hidrogen-oxigen actua com a transportadora de calor:
- Reserves de combustible pràcticament il·limitades. Per abastir una caldera d’hidrogen, cal aigua ordinària:
- Baix consum d'energia. Per al funcionament d'una unitat de 27 kW, cal proporcionar un volum màxim d'electricitat de 0,3 kW / h:
- Manca de gasos de monòxid de carboni nocius. Durant la combustió de la mescla d’hidrogen-oxigen, només s’allibera una petita quantitat de vapor d’aigua.
Els experts saben que quan un generador d'hidrogen funciona per escalfar-se, el gas resultant es refereix al grup d'explosius. És inodor i incolor: és impossible que una persona determini la seva presència i concentració en una habitació. La temperatura d’encesa és de 540 graus, cosa que el fa explosiu. És per això que cal comprovar el correcte funcionament de les instal·lacions de fabricació pròpia.
Quan es compra un generador de calefacció per hidrogen, es recomana informar-se sobre la disponibilitat d’una caldera o un intercanviador de calor dissenyats per a això. Ha de ser dissenyat per suportar les temperatures elevades típiques d’una barreja d’hidrogen.
El factor limitant en l’adquisició d’un generador de fàbrica per a la calefacció de fàbrica és el seu cost. El model Star 1.1 més popular amb una capacitat de 27 kW es pot comprar per 50 mil rubles. També, com a mínim un cop a l'any, cal substituir la unitat de catalitzador dissenyada per augmentar l'eficiència d'una caldera de calefacció d'hidrogen, fins i tot feta a mà.
En el futur, el sistema de calefacció per hidrogen competirà seriosament amb el tradicional en un futur proper. Això es veurà facilitat per una reducció del cost dels equips, així com un augment de la seva eficiència.
Equipament
Per crear un sistema de calefacció de ple dret, a més d’un generador d’hidrogen, es necessiten altres components. Com que el dispositiu en qüestió només és una font de combustible, cal seleccionar correctament la resta d’equips. L’esquema clàssic d’un generador d’hidrogen per a la calefacció permet la connexió al sistema d’abastiment d’aigua, així com el subministrament obligatori d’aire. Per tant, a la sala on s’instal·larà el generador, en primer lloc, cal organitzar l’accés constant a aquests components.
Cremador d’hidrogen
Primer heu de triar el cremador d’hidrogen adequat per escalfar-lo. El millor és comprar o fer-se un model que inclogui 4 broquets. Per a això, són adequats els components dissenyats per al gas natural. El diàmetre del broquet dels quals seran suficients per mantenir el procés de combustió.
Caldera d'hidrogen
Cal organitzar el procés de transferència d’energia calorífica de la flama del cremador a l’aigua de les canonades. Per a això, podeu utilitzar qualsevol caldera de combustible sòlid. Com que la seva llar de foc no s'utilitzarà per al propòsit previst: es pot omplir de pedres de granit, realitzaran diverses funcions alhora.
- Distribució uniforme de la calor des d’una caldera de calefacció per hidrogen de bricolatge a un refrigerant;
- Fins i tot després d’aturar la combustió de la mescla, l’energia tèrmica acumulada encara es transferirà del granit a l’aigua de les canonades durant un temps;
- Protecció de l'intercanviador de calor d'una instal·lació d'hidrogen, dissenyada per escalfar la casa de l'exposició directa a la flama. Això augmentarà significativament la vida útil.
Instal·lant un sensor de flama al cremador, es pot augmentar la seguretat de tot el sistema. En cas d’atenuació inesperada, el sensor indicarà al generador que aturi el flux de la barreja cap al cremador.
Consells per organitzar l'escalfament de l'hidrogen
Tots els altres elements escalfadors d’hidrogen autoinstal·lats no són diferents de l’esquema estàndard. L'únic requisit addicional per a ells és la capacitat de realitzar les seves funcions a una temperatura de funcionament augmentada. Atès que, segons l’esquema d’un generador d’hidrogen per escalfar, la temperatura màxima de la flama pot arribar als 3000 graus, és necessari proporcionar mesures per estabilitzar el escalfament del refrigerant. Una d’elles és la càrrega de pedres descrita anteriorment al forn d’una caldera de combustible sòlid. També es recomana fer la següent modernització de la caldera de calefacció per hidrogen.
- Instal·leu els sensors de temperatura a l’intercanviador de calor. Senyalitzaran quan se superi el nivell de calefacció de l’aigua;
- Afegiu una vàlvula d’aturada automàtica connectada al sensor de temperatura de la caldera al dispositiu del cremador d’hidrogen.
Es prohibeix l’actualització automàtica del generador de calefacció per hidrogen. Això augmentarà la probabilitat que la barreja generada d’oxigen-hidrogen s’escapi a l’habitació.
Atès que la calefacció d’hidrogen a casa amb les vostres mans, és a dir: circuit, instal·lació, caldera, generador, cremador i altres components, està disponible en un petit assortiment; es recomana contactar només amb fabricants de confiança. Aquests inclouen Star Industries, els productes del qual estan dissenyats tant per a cases particulars com per a grans edificis industrials i comercials. Podeu veure el seu model mirant el vídeo.
