Udělejte si doma vodíkové topení.
Už středověký vědec Paracelsus si při jednom ze svých pokusů všiml, že při kontaktu kyseliny sírové se železem se tvoří vzduchové bubliny. Ve skutečnosti to byl vodík (ale ne vzduch, jak se vědec domníval) – lehký, bezbarvý plyn bez zápachu, který se za určitých podmínek stává výbušným.
Vodíkové generátory pro vytápění mohou mít různé kapacity
V současnosti DIY vodíkové vytápění – velmi běžná věc. Vodík lze skutečně vyrábět v téměř neomezeném množství, hlavní je, že existuje voda a elektřina.
Jak funguje vodíkový ohřev?
Tento způsob vytápění byl vyvinut jednou z italských společností. Vodíkový kotel funguje bez produkování škodlivého odpadu, a proto je považován za nejekologičtější a nejtišší způsob vytápění domu. Inovace vývoje spočívá v tom, že vědcům se podařilo dosáhnout spalování vodíku při relativně nízké teplotě (asi 300ᵒC), a to umožnilo vyrábět podobné topné kotle z tradičních materiálů.
Kotel při provozu vydává pouze nezávadnou páru a jediné, co vyžaduje náklady, je elektřina. A pokud to zkombinujete se solárními panely (solárním systémem), pak lze tyto náklady zcela snížit na nulu.
Věnovat pozornost! Vodíkové kotle se často používají k vytápění systémů podlahového vytápění, které lze snadno instalovat vlastními rukama.
Jak se to všechno děje? Kyslík reaguje s vodíkem a, jak si pamatujeme z hodin chemie na střední škole, tvoří molekuly vody. Reakce je vyvolána katalyzátory, v důsledku čehož se uvolňuje tepelná energie, která zahřívá vodu na přibližně 40 ° C – ideální teplota pro „teplou podlahu“.
Nastavení výkonu kotle umožňuje dosáhnout určité teploty potřebné pro vytápění místnosti daného prostoru. Za zmínku také stojí, že takové kotle jsou považovány za modulární, protože se skládají z několika nezávislých kanálů. V každém z kanálů je výše zmíněný katalyzátor, v důsledku čehož chladivo vstupuje do výměníku tepla, který již dosáhl požadované hodnoty 40°C.
Věnovat pozornost! Charakteristickým rysem takového zařízení je, že každý kanál je schopen produkovat jinou teplotu. Jeden z nich tak může být nasměrován na „teplou podlahu“, druhý do sousední místnosti, třetí ke stropu atd.
Hlavní výhody vodíkového ohřevu
Tento způsob vytápění domu má několik významných výhod, které jsou zodpovědné za rostoucí oblibu systému.
- Působivá účinnost, často dosahující 96 %.
- Šetrnost k životnímu prostředí. Jediným vedlejším produktem uvolňovaným do atmosféry je vodní pára, která v zásadě není schopna poškozovat životní prostředí.
- Vodíkové vytápění postupně nahrazuje tradiční systémy, osvobozuje lidi od nutnosti těžit přírodní zdroje – ropu, plyn, uhlí.
- Vodík působí bez ohně; tepelná energie vzniká katalytickou reakcí.
Je možné vyrobit si vodíkové vytápění sami?
V zásadě to možné je. Hlavní prvek systému – kotel – může být vytvořen na bázi generátoru NNO, tedy klasického elektrolyzéru. Všichni si pamatujeme školní pokusy, kdy jsme strkali holé dráty připojené k zásuvce pomocí usměrňovače do nádoby s vodou. Chcete-li tedy postavit kotel, budete muset tento experiment zopakovat, ale ve větším měřítku.
Věnovat pozornost! Vodíkový kotel se používá s „teplou podlahou“, jak jsme již diskutovali. Uspořádání takového systému je však tématem jiného článku, takže se budeme spoléhat na skutečnost, že „teplá podlaha“ je již nainstalována a připravena k použití.
Konstrukce vodíkového hořáku
Začneme vytvářet vodní hořák. Tradičně začneme přípravou potřebných nástrojů a materiálů.
Co bude vyžadováno v práci
- Nerezový plech.
- Zpětný ventil.
- Dva šrouby 6×150, matice a podložky k nim.
- Průtokový filtr (z pračky).
- Průhledná trubice. K tomu je ideální hladina vody – v obchodech se stavebními materiály se prodává za 350 rublů na 10 m.
- Plastová uzavřená nádoba na potraviny o objemu 1,5 litru. Přibližná cena: 150 rublů.
- Herringbone fitinky ø8 mm (ty jsou ideální pro hadici).
- Bruska na řezání kovu.
Nyní pojďme zjistit, jaký druh nerezové oceli použít. V ideálním případě byste k tomu měli vzít ocel 03H16H1. Nákup celého plechu „nerezové oceli“ je však někdy velmi drahý, protože produkt o tloušťce 2 mm stojí více než 5500 0,5 rublů a kromě toho je třeba jej nějak dodat. Pokud se vám tedy někde povaluje malý kousek takové oceli (stačí 0,5 x XNUMX m), tak si s tím vystačíte.
Použijeme nerezovou ocel, protože obyčejná ocel, jak víte, začíná ve vodě rezavět. Navíc v našem návrhu hodláme místo vody použít alkálie, to znamená, že prostředí je více než agresivní a běžná ocel pod vlivem elektrického proudu dlouho nevydrží.
Video – hnědý plynový generátor jednoduchý model článku z 16 nerezových desek
Výrobní instrukce
První etapa. Chcete-li začít, vezměte ocelový plech a položte jej na rovný povrch. Z listu o rozměrech uvedených výše (0,5 x 0,5 m) byste měli získat 16 obdélníků pro budoucí vodíkový hořák, vyřízněte je bruskou.
Věnovat pozornost! Odřízli jsme jeden ze čtyř rohů každé desky. To je nezbytné pro budoucí připojení desek.
Druhá etapa. Na zadní straně desek vyvrtáme otvory pro šroub. Pokud bychom plánovali vyrobit „suchý“ elektrolyzér, vyvrtali bychom otvory zespodu, ale v tomto případě to není nutné. Faktem je, že „suchý“ design je mnohem komplikovanější a užitečná plocha desek v něm by nebyla 100% využita. Vyrobíme si „mokrý“ elektrolyzér – desky budou zcela ponořeny do elektrolytu a celá jejich plocha se bude podílet na reakci.
Třetí fáze. Princip činnosti popsaného hořáku je založen na následujícím: elektrický proud procházející deskami ponořenými v elektrolytu způsobí rozklad vody (měla by být součástí elektrolytu) na kyslík (O) a vodík (H). Proto musíme mít dvě desky současně – katodu a anodu.
S rostoucí plochou těchto desek se zvětšuje objem plynu, takže v tomto případě používáme osm kusů na katodu a anodu.
Věnovat pozornost! Hořák, na který se díváme, je paralelní konstrukce, která, upřímně řečeno, není nejúčinnější. Ale je to jednodušší na implementaci.
Čtvrtá etapa. Dále musíme desky nainstalovat do plastové nádoby tak, aby se střídaly: plus, mínus, plus, mínus atd. K izolaci desek použijeme kousky průhledné trubky (koupili jsme jí celých 10 m, takže tam je dodávka).
Z trubičky nastříháme malé kroužky, nastříháme je a získáme proužky o tloušťce přibližně 1 mm. To je ideální vzdálenost pro efektivní generování vodíku ve struktuře.
Pátá etapa. Destičky k sobě připevníme pomocí podložek. Děláme to následovně: na svorník dáme podložku, pak desku, za ní tři podložky, další desku, zase tři podložky atd. Osm kusů zavěsíme na katodu, osm na anodu.
Věnovat pozornost! To je třeba provést zrcadlově, to znamená, že anodu otočíme o 180ᵒ. Takže „plus“ půjde do mezer mezi „mínusovými“ deskami.
Dále utáhněte matice a izolujte desky pomocí předem nařezaných pásů.
Šestá etapa. Podíváme se, kde přesně šrouby spočívají v nádobě, a vyvrtáme v tomto místě otvory. Pokud se náhle šrouby nevejdou do nádoby, zkrátíme je na požadovanou délku. Poté do otvorů vložíme šrouby, nasadíme podložky a dotáhneme maticemi – pro lepší těsnost.
Dále uděláme v krytu otvor pro tvarovku, zašroubujeme samotnou tvarovku (nejlépe překrytím spoje silikonovým tmelem). Foukáním do armatury zkontrolujte těsnost víka. Pokud zpod něj stále vychází vzduch, pak toto spojení přetřeme tmelem.
Sedmá etapa. Po dokončení montáže hotový generátor otestujeme. Chcete-li to provést, připojte k němu jakýkoli zdroj, naplňte nádobu vodou a zavřete víko. Dále na armaturu nasadíme hadici a spustíme ji do nádoby s vodou (abychom viděli vzduchové bubliny). Pokud zdroj nebude dostatečně výkonný, tak v nádrži nebudou, ale v elektrolyzéru se určitě objeví.
Dále musíme zvýšit intenzitu výstupu plynu zvýšením napětí v elektrolytu. Zde stojí za zmínku, že voda ve své čisté formě není vodič – proud jí prochází kvůli nečistotám a solím, které obsahuje. Ve vodě naředíme trochu alkálie (výborný je např. hydroxid sodný – v obchodech se prodává ve formě čisticího prostředku „Krtek“).
Věnovat pozornost! V této fázi musíme adekvátně posoudit schopnosti zdroje energie, proto před vstřikováním alkálie připojíme k elektrolyzéru ampérmetr – můžeme tak sledovat nárůst proudu.
Video – Topení vodíkem. Vodíkové baterie
Několik praktických rad
Dále si povíme něco o dalších součástech vodíkového hořáku – filtru do pračky a ventilu. Oba jsou na ochranu. Ventil nedovolí zapálenému vodíku proniknout zpět do konstrukce a explodovat plyn nahromaděný pod víkem elektrolyzéru (i když ho tam je jen trochu). Pokud ventil nenainstalujeme, dojde k poškození nádoby a úniku alkálie.
K vytvoření vodního uzávěru bude zapotřebí filtr, který bude fungovat jako bariéra bránící výbuchu. Řemeslníci, kteří jsou z první ruky obeznámeni s konstrukcí domácího vodíkového hořáku, nazývají tento ventil „bulbulátorem“. Ve skutečnosti vytváří ve vodě v podstatě pouze vzduchové bubliny. Pro samotný hořák používáme stejnou průhlednou hadici. To je vše, vodíkový hořák je připraven!
Zbývá jej pouze připojit ke vstupu systému „teplé podlahy“, utěsnit připojení a zahájit přímý provoz.
Jako závěr. Alternativní
Alternativou, i když velmi kontroverzní, je Brownův plyn, chemická sloučenina, která se skládá z jednoho atomu kyslíku a dvou atomů vodíku. Spalování takového plynu je doprovázeno tvorbou tepelné energie (navíc čtyřikrát výkonnější než u výše popsané konstrukce).
Elektrolyzéry se také používají k vytápění domu hnědým plynem, protože tento způsob výroby tepla je také založen na elektrolýze. Vznikají speciální kotle, ve kterých se vlivem střídavého proudu oddělují molekuly chemických prvků tvořících kýžený Brownův plyn.
Video – Obohacený hnědý plyn
Je docela možné, že inovativní energetické zdroje, jejichž zásoby jsou téměř neomezené, brzy vytlačí neobnovitelné přírodní zdroje a zbaví nás nutnosti trvalé těžby. Tento průběh bude mít pozitivní dopad nejen na životní prostředí, ale i na ekologii planety jako celku.
Přečtěte si také náš článek – parní ohřev udělej si sám.