Reduzir o custo de operação dos sistemas de aquecimento é uma das tarefas urgentes de nosso tempo. Para fazer isso, você precisa usar aparelhos econômicos, radiadores com dissipação de calor máxima e um sistema de tubulação confiável. Como um tipo alternativo de portador de energia, você pode considerar o aquecimento a hidrogênio em casa com suas próprias mãos: um diagrama, instalação, caldeira, gerador, para o qual o queimador tem sua própria qualidade e design específicos.
O princípio de operação de um sistema de aquecimento de hidrogênio
A base para o funcionamento do aquecimento do hidrogênio em casa foi tirada do método de liberação de uma grande quantidade de energia térmica durante a interação das moléculas de hidrogênio e oxigênio. O único subproduto dessa reação é a água pura. Para a aplicação prática deste princípio, modelos industriais de caldeiras de aquecimento de hidrogênio foram desenvolvidos pela primeira vez.
Eles ocupavam uma área bastante grande e tinham uma eficiência relativamente baixa - até 80%. Como resultado do desenvolvimento das tecnologias da empresa, os fabricantes realizaram uma série de melhorias, que resultaram em uma instalação de hidrogênio para aquecimento de uma casa.
Para seu funcionamento, devem ser atendidas as seguintes condições:
- Fornece uma conexão a uma fonte de líquido. Na maioria das vezes, este é um sistema de encanamento convencional. O consumo depende da potência da caldeira;
- Fonte de energia. Para manter a reação de eletrólise, é necessária uma conexão elétrica;
- Substituição periódica do catalisador. O período depende do modelo e da potência da caldeira.
Ao contrário das instalações de gás combustível sólido, o aquecimento de hidrogênio com as próprias mãos é caracterizado por requisitos de segurança mais baixos. Isso se deve ao fato de que todas as reações ocorrem dentro da instalação, sendo que o usuário necessita apenas de um controle visual dos parâmetros.
Em instalações improvisadas, o vazamento de uma mistura de oxigênio-hidrogênio é possível. Antes de iniciá-los, é necessário verificar se o recipiente está totalmente estanque.
O que é um gerador de hidrogênio
O aquecimento alternativo de hidrogênio em casa pode ser feito de outra maneira - gerando uma mistura de hidrogênio e oxigênio. É uma boa alternativa ao gás natural - a temperatura média de combustão pode chegar a 3000 graus. Isso requer um queimador de aquecimento de hidrogênio especial que será capaz de suportar um alto grau de aquecimento.
O diagrama detalhado consiste nos seguintes elementos:
- Um gerador de hidrogênio eficiente para aquecimento que processa a mistura decompondo a água em seus constituintes. Catalisadores também são usados para otimizar a reação;
- Tubulação do queimador do gerador. Necessário para criar chamas abertas;
- Caldeira. Neste caso, atua como um trocador de calor. O queimador está localizado na fornalha e com sua ajuda o transportador de calor no sistema é aquecido.
Para fazer caldeiras de aquecimento a hidrogênio com as próprias mãos, na maioria das vezes fazem a modernização dos equipamentos já instalados de acordo com o esquema acima. Em termos financeiros, isso é muito mais econômico do que comprar uma caldeira de fábrica. Porém, a área que será ocupada pela usina de hidrogênio destinada ao aquecimento da casa está aumentando.
Prós e contras dos sistemas de aquecimento a hidrogênio
Para cada consumidor, as características operacionais do dispositivo de aquecimento são de grande importância. As instalações de fábrica "faça você mesmo" e as caldeiras de aquecimento a hidrogênio diferem em eficiência. Você pode encontrar vários esquemas de trabalho que você mesmo pode montar. Mas, ao mesmo tempo, sua potência calculada será diferente da real, e o indicador de eficiência frequentemente não excede 75-80%. É por isso que se recomenda que a organização do aquecimento a hidrogênio com as próprias mãos seja feita com a ajuda de caldeiras confiáveis ou geradores de fábrica.
Considere as qualidades positivas dos dispositivos de aquecimento, nos quais uma mistura de hidrogênio-oxigênio atua como um transportador de calor:
- Reservas de combustível virtualmente ilimitadas. Para reabastecer uma caldeira de aquecimento a hidrogênio, é necessária água comum:
- Baixo consumo de energia. Para a operação de uma unidade de 27 kW, é necessário fornecer um volume máximo de eletricidade de 0,3 kW / h:
- Falta de gases nocivos de monóxido de carbono. Durante a combustão da mistura de hidrogênio-oxigênio, apenas uma pequena quantidade de vapor d'água é liberada.
Especialistas sabem que quando um gerador de hidrogênio está operando para aquecimento, o gás resultante é encaminhado ao grupo dos explosivos. É inodoro e incolor - é impossível para uma pessoa determinar sua presença e concentração em uma sala. A temperatura de ignição é de 540 graus, o que o torna explosivo. É por isso que as instalações feitas pelo próprio devem ser verificadas quanto ao funcionamento correto.
Ao adquirir um gerador de aquecimento a hidrogênio, é recomendável consultar a disponibilidade de caldeira ou trocador de calor projetado para ele. Deve ser projetado para suportar as elevadas temperaturas típicas de uma mistura de hidrogênio.
O fator limitante na compra de um gerador feito na fábrica para aquecimento feito na fábrica é o seu custo. O modelo mais popular Star 1.1 com capacidade de 27 kW pode ser adquirido por 50 mil rublos. Além disso, pelo menos uma vez por ano, é necessária a substituição da unidade catalisadora projetada para aumentar a eficiência de uma caldeira de aquecimento a hidrogênio, mesmo que feita manualmente.
No futuro, o sistema de aquecimento a hidrogênio irá competir seriamente com o tradicional em um futuro próximo. Isso será facilitado por uma redução no custo do equipamento, bem como um aumento em sua eficiência.
Equipamento
Para criar um sistema de aquecimento completo, além de um gerador de hidrogênio, outros componentes são necessários. Como o dispositivo em questão é apenas uma fonte de combustível, é necessário selecionar corretamente o restante do equipamento. O esquema clássico de um gerador de hidrogênio para aquecimento prevê a conexão ao sistema de abastecimento de água, bem como o fornecimento obrigatório de ar. Portanto, na sala onde o gerador será instalado, antes de mais nada, é necessário organizar o acesso constante a esses componentes.
Queimador de hidrogênio
Primeiro você precisa escolher o queimador de hidrogênio certo para aquecimento. O melhor é adquirir ou fazer você mesmo um modelo que inclua 4 bicos. Para isso, são adequados componentes projetados para gás natural. O diâmetro do bico do qual os bicos serão suficientes para manter o processo de combustão.
Caldeira de hidrogênio
É necessário organizar o processo de transferência da energia térmica da chama do queimador para a água nas tubulações. Para isso, você pode usar qualquer caldeira de combustível sólido. Uma vez que a sua fornalha não será utilizada para o fim a que se destina - pode ser enchida com pedras de granito, estas irão desempenhar várias funções ao mesmo tempo.
- Distribuição uniforme de calor de uma caldeira de aquecimento de hidrogênio DIY para um refrigerante;
- Mesmo após a parada da combustão da mistura, a energia térmica acumulada ainda será transferida do granito para a água nas tubulações por algum tempo;
- Proteção do trocador de calor de uma instalação de hidrogênio, projetado para aquecer a casa da exposição direta à chama. Isso aumentará significativamente a vida útil.
Ao instalar um sensor de chama no queimador, a segurança de todo o sistema pode ser aumentada. No caso de uma atenuação inesperada, o sensor sinalizará ao gerador para interromper o fluxo da mistura para o queimador.
Dicas para organizar o aquecimento de hidrogênio
Todos os outros elementos de aquecimento de hidrogênio auto-instalados não são diferentes do esquema padrão. O único requisito adicional para eles é a capacidade de executar suas funções em uma temperatura operacional elevada. Já que segundo o esquema de um gerador de hidrogênio para aquecimento, a temperatura máxima da chama pode chegar a 3000 graus, é necessário prever medidas para estabilizar o aquecimento do refrigerante. Um deles é o acima descrito carregamento de pedras na fornalha de uma caldeira de combustível sólido. Também é recomendável fazer a seguinte modernização da caldeira de aquecimento de hidrogênio.
- Instale sensores de temperatura dentro do trocador de calor. Eles sinalizarão quando o nível de aquecimento da água for excedido;
- Adicione uma válvula de desligamento automática conectada ao sensor de temperatura da caldeira ao dispositivo queimador de hidrogênio.
A atualização automática do gerador de aquecimento a hidrogênio é proibida. Isso aumentará a probabilidade da mistura de oxigênio-hidrogênio gerada vazar para a sala.
Já que o aquecimento a hidrogênio em casa com as próprias mãos, a saber: circuito, instalação, caldeira, gerador, queimador e outros componentes estão disponíveis em uma pequena variedade - recomenda-se entrar em contato apenas com fabricantes de confiança. Isso inclui a Star Industries, cujos produtos são projetados tanto para residências privadas quanto para grandes edifícios industriais e comerciais. Você pode ver seu modelo assistindo ao vídeo.
