수소 가열 보일러 : 장치 + 작동 원리 + 선택 기준
대체 에너지의 원리는 점점 더 소비자의 관심을 끌고 있습니다.이는 주로 전통적인 에너지 자원에 대한 관세 인상과 서비스 시장의 주기적인 중단에 기인합니다.
이러한 상황에서 수소 가열 보일러는 H 가스인 재생 연료를 사용하는 가장 유망한 유형의 장치 중 하나로 간주됩니다.2.
이러한 장치를 구입하기로 결정하기 전에 작동 원리를 숙지하고 수소를 연료로 사용하는 것의 장단점을 평가해야 합니다. 이러한 문제는 우리가 연구했으며 기사에 자세히 설명되어 있습니다.
또한, 보일러 선택 시 고려해야 할 매개변수를 파악하고, 작동 팁을 제공하며, 공장에서 제작된 최고의 수소 발생기에 대한 리뷰를 준비했습니다. 수제 제품 팬은 자신의 손으로 장치를 조립하는 방법에 대한 지침이 유용하다는 것을 알게 될 것입니다.
기사 내용:
연료로서의 수소의 특성
위에서 언급한 바와 같이 이러한 장치의 연료는 자연에서 가장 가벼운 가스인 무색, 무취의 수소입니다. 장점 중에는 H 연소 중에 방출되는 열량이 많다는 것입니다.2 (121 MJ/kg, 프로판 연소는 40 MJ/kg만 방출함).
정상적인 조건에서 수소는 +2000°C의 온도에서 연소되지만 촉매의 도움으로 +300°C까지 감소될 수 있습니다.이를 통해 값비싼 희토류 금속 대신 저렴한 강철로 보일러를 만들 수 있습니다.
수소는 독성이 없어 일상생활에서 사용해도 안전합니다. 이 물질이 연소되면 수증기가 생성되어 실내 미기후를 개선하고 굴뚝이 필요하지 않습니다.
단점은 특히 수소가 공기나 산소와 혼합될 때 수소의 폭발성이 증가하여 폭발 가스가 형성된다는 점입니다.
수소보일러의 장점과 단점
이러한 장치의 장점은 다음과 같습니다.
- 완전히 환경 친화적인. 물 분해 생성물은 대기에 해를 끼치 지 않으며 사람과 애완 동물의 건강에 완전히 안전합니다.
- 높은 수준의 효율성, 96%에 도달할 수 있습니다. 이는 디젤, 천연가스, 석탄의 효율보다 훨씬 높습니다.
- 천연자원 절약 사용을 통해 대체 에너지원.
- 저렴한 가격 받은 칼로리. 이러한 장치의 경우 물과 약간의 전기로 충분합니다.
동시에 이러한 장치에는 약점도 있습니다.
단점에는 다음과 같은 뉘앙스가 포함됩니다.
- 유지 보수 요구 사항. 가능한 최고 수준의 H 생산을 위해2, 금속판은 매년 교체해야 합니다. 전극을 교체하는 것 외에도 계획된 양의 에너지를 생산하려면 정기적으로 촉매를 추가해야 합니다. 이 절차의 빈도는 전력 및 특정 모델의 기능에 따라 다릅니다.
- 고비용 — 공장 설치 비용은 35-40,000 루블 이상입니다.
- 폭발 위험 보일러의 정규화된 압력이 증가할 때.
- 수소 실린더 부족 - 판매되는 경우는 거의 없습니다.
- 제한된 선택. 이러한 난방 장치는 러시아 시장에서 흔하지 않기 때문에 적절한 모델을 신속하게 찾고 장비 설치 및 수리를 위한 유능한 전문가를 찾는 것이 항상 가능한 것은 아닙니다.
- 의사소통의 필요성. 장치를 작동하려면 전기분해 반응을 수행하기 위한 전원 공급 장치와 장치의 전원에 따라 흐름이 달라지는 물 공급원에 지속적으로 연결해야 합니다.
제조사들은 신기술에 많은 관심을 기울이고 수소보일러를 개선하여 단점을 제거하거나 최소화하기 위해 노력하고 있다는 점을 언급할 필요가 있습니다.
가열 장치의 작동 원리
활동 H로 인해2 자연에서 순수한 형태로 발견되지는 않지만 전기 분해를 통해 일반 물에서 분리하는 것은 매우 쉽고 산소 가스도 방출합니다.
가열 장치가 작동하려면 먼저 H를 얻어야 합니다.2. 이는 그러한 반응을 위해 예약된 특수 구획에서 발생합니다. 금속판이 담긴 용기에 액체를 붓습니다.
H가 방출되는 영향을 받아 특별히 선택된 순도의 전류가 공급됩니다.2 그리고 약2, 부산물로서 수증기.
생성된 혼합물은 수소를 분리하여 다른 불순물과 분리할 수 있는 화학적 분리기인 특수 장치를 통과합니다. 정화된 가스는 밸브가 설치된 버너에 공급됩니다.
움직임을 방지합니다 H2 폭발을 방지하는 다른 방향으로. 이 경우 산소와 수증기는 다른 시스템을 통해 특수 용기로 방출됩니다.
다음으로 수소가스는 보호장치를 통과하여 연소실로 유입됩니다. 여기에서는 촉매가 있는 상태에서 가스와 반응하여 열이 형성되고, 열 교환기를 통해 가정 난방 시스템으로 들어갑니다.
챔버에서 방출된 수증기는 특별히 지정된 채널을 통해 전해질과 함께 저장소로 반환되므로 재활용 프로세스를 사용합니다.
전력 조정은 특별히 장착된 채널을 사용하여 수행되며 그 수는 6개에 이릅니다. 이러한 각 장치에는 내부에 촉매가 포함되어 있으므로 전원을 켜면 열 발생 과정이 시작됩니다.
40°C의 온도로 가열된 가스 흐름은 연소실에 있는 열교환기를 향해 이동하기 시작합니다.
별도의 설계 덕분에 채널은 서로 독립적으로 작동할 수 있으므로 채널 중 일부만 켤 수 있습니다.
최신 모델에는 수위 표시기 및 압력 센서와 같은 다양한 장치가 장착되어 있어 예상치 못한 상황에서 자동으로 작동하고 긴급하게 대응할 수 있습니다.
수소 플랜트의 구성 요소
수소로 작동하는 가열 시스템의 설계는 매우 간단합니다.
보일러열교환기 역할을 하는 는 수소생산이 일어나는 주요 원소이다.
전해조 - 전해 반응이 일어나는 보일러의 주요 활성 부분으로, 물이 H로 분해됩니다.2 그리고 약2. 이 요소는 최대 전류 전도성을 갖는 금속 전극이 배치된 물로 채워진 저장소입니다.
플레이트는 전기가 공급되는 전선에 연결됩니다.
연소기 - 난방 시스템의 냉각수를 가열하는 데 도움이 되는 장치. 연소실에 위치하여 스파크가 공급되어 점화됩니다.
버너 밸브 - 장치 상단에 위치한 특수 부품. 이런 디테일 덕분에 H2, 위로 올라가면 다른 방출된 물질에 접근할 수 없는 장벽을 쉽게 극복하고 버너에 직접 들어갑니다.
관로 - 장치에서 확장되어 집의 모든 방에 열을 공급하는 데 사용되는 통신입니다. 결속용으로 사용 난방 파이프 직경 25-32mm. 누워있을 때 기본 규칙이 준수됩니다. 각 후속 가지의 직경은 이전 가지의 직경보다 작아야합니다.
발전기 선택 기준
이러한 장비를 구매하기로 결정할 때 다음 기준에 주의를 기울이는 것이 중요합니다.
힘. 최신 장치를 사용하면 이 표시기의 값이 크게 달라질 수 있으므로 작은 집과 2층 또는 3층 건물 모두에 가장 적합한 옵션을 선택할 수 있습니다.
회로 수. 수소로 작동하는 장치에는 일반적으로 가열 회로가 설치됩니다. 일부 모델은 두 번째(가열) 회로의 추가 설치도 제공합니다.
전력 소비 수준. 오늘날의 기술은 최소한의 전기를 사용하면서 탁월한 열 성능을 달성하는 것을 가능하게 합니다. 다양한 유형의 발전기의 에너지 소비량은 1시간당 1.2~3kW입니다.
수소보일러는 지속적으로 작동하지 않고 실내 온도를 일정 온도만 유지하기 때문에 에너지 소비가 적습니다.
전원공급장치. 모든 유형의 수소 발생기는 두 가지 큰 범주로 나눌 수 있습니다. 하나는 가스로 작동하고 다른 하나는 전기로 작동합니다.
제조업체. 검증된 제조사(이탈리아, 미국)를 선호하는 것이 좋습니다. 의심스러운 회사가 매우 낮은 가격으로 제공하는 저품질 제품을 조심해야 합니다.
보일러 사용 꿀팁
장치의 기능을 향상하려면 포함된 지침을 따르는 것이 중요합니다. 부품을 추가하면 장치 작동을 개선할 수 있습니다(안전 규칙을 엄격히 준수해야 함).
열 교환기 내부에 특수 센서를 설치하여 물 가열 속도의 증가를 모니터링하고 차단 밸브로 버너 설계를 보완할 수 있습니다.
간단히 직접 연결해 보세요. 온도 센서난방이 설정 온도에 도달하면 보일러가 자동으로 꺼지도록 합니다.
표준화된 보일러 냉각 장치를 설치하는 것도 유용합니다.
운영 표준을 준수한다면 수소 동력 장치는 수십 년 동안 작동할 것입니다. 이러한 장치의 보증 기간은 15년이지만 실제로는 20~30년 동안 효율적으로 작동할 수 있습니다.
수소 보일러의 기본 설계는 다른 유형의 연료로 작동하는 아날로그와 크게 다르지 않기 때문에 숙련된 기술자에게는 이러한 장치를 수리하는 것이 어렵지 않습니다.
상위 5개 공장 수소 발생기
수소연료보일러 제조기술을 최초로 제조하고 특허를 낸 회사는 이탈리아 회사였습니다. 자코미니. 지열 펌프, 태양광 패널 등 환경 친화적인 에너지 생성 방법을 기반으로 한 장치를 전문으로 합니다.
현재 유사한 모델이 미국, 중국 및 유럽 회사에서 제조되지만 다른 유형의 연료로 작동하는 보일러에 비해 범위가 그리 넓지 않습니다.
수소 시스템의 최고의 공장 모델
우리가 주목하는 가장 인기 있는 모델은 다음과 같습니다.
- 메가탱크100 – 네트워크의 전기로 작동하는 발전기. 과열 및 단락에 대한 안정적인 다단계 보호 시스템을 갖추고 있어 안전하고 생산적인 작동을 보장합니다. 모델 비용은 구성에 따라 다릅니다.
- STAR-2000 – 고가의 장치(>200,000 루블)는 뛰어난 기술적 특성을 가지고 있습니다. 이 발전기는 최소한의 에너지를 소비한다는 사실에도 불구하고 251-300m2의 방을 난방할 수 있습니다.
- 킹카 – 뛰어난 성능 특성을 지닌 주 전원 공급 장치. 모델 비용은 약 10 만 루블로 상당히 높지만 경제적 인 에너지 소비로 상쇄됩니다.
- H2-2 – 높은 가격(약 250,000 루블)의 이탈리아 "추가"급 장비. 넓은 공간에서 공기를 가열할 수 있음(300m부터)3 이상) 최소한의 전력 소비로.
- 자유에너지 – 15-35,000 루블 범위의 저렴한 가격에 고품질 장치를 제공합니다(가격은 전력 및 기타 특성에 따라 다름). 많은 프로세스를 자동화하는 제어 장치, 다단계 전압 및 압력 조절 센서가 장착되어 있습니다.
다양한 가격대의 다른 모델도 있습니다.
보일러를 직접 만드는 방법
난방 발전기는 상당히 가벼운 디자인을 가지고 있습니다. 일정 수준의 기술이 있으면 가능합니다. 장치를 직접 조립하십시오. 동시에, 수소 혼합물의 폭발성으로 인해 이러한 작업에는 극도의 책임감, 안전 예방 조치에 대한 지식 및 해당 장치 설치 경험이 필요합니다.
자신의 손으로 수소 보일러를 만드는 과정은 여러 단계로 나눌 수 있습니다.
1 단계 — 도면 작성 및 재료 준비. 우선, 모든 조건과 기능을 충족하는 장치를 생각하기 위해 인터넷에서 유사한 프로젝트를 찾아야 합니다.
모든 지표와 무엇보다도 필요한 전력을 정확하게 계산하고 보일러를 만드는 데 사용할 재료를 결정해야 합니다. 강자성 합금이 최선의 선택으로 간주되지만 스테인레스 스틸로 만든 용기가 매우 적합합니다.
가열 수소 발생기의 설계는 다를 수 있지만 다음 세부 사항은 변경되지 않습니다.
- 12V 전원;
- 구조물이 위치할 탱크;
- 최소 30A의 전력을 갖는 PWM 컨트롤러;
- 스테인레스 스틸로 만들어진 다양한 직경의 여러 튜브;
- 강판;
- 금속용 쇠톱;
- 가스 버너 - 더 나은 준비, 상점에서 구매.
2 단계 — 전해질의 생성. 전해조에 장착할 판을 만들려면 중간 두께의 강철판을 가져와야 합니다.금속 가위, 쇠톱 또는 기타 도구를 사용하여 18개 이상의 동일한 조각으로 자릅니다(숫자는 짝수여야 함).
반면에, 이들 요소 각각에서는 전해질에서 이러한 요소를 완전히 움직이지 않게 유지하는 데 필요한 볼트용 구멍을 뚫어야 합니다.
우리는 모든 플레이트를 양극과 음극으로 나누고, 이 분할에 따라 와이어가 플레이트에 연결되어 각각 양전하와 음전하를 전송합니다.
교류를 사용하는 것보다 직류를 사용하는 것이 더 효율적입니다. PWM 유형 생성기를 소스로 사용하는 것이 가장 좋습니다.
3단계 — 전해조 조립. 이 요소의 제조에 가장 적합한 재료는 스테인레스 스틸입니다. 신뢰할 수 있는 직사각형 또는 정사각형 모양의 구조가 금속으로 용접된 후 물 또는 H 혼합물이 부어집니다.2O 촉매와 함께 배선이 연결된 준비된 플레이트도 배치됩니다.
4단계 — 버너 연결. 버너는 장치 상단에 장착되어 있습니다. 전문 매장에서 구입할 수 있는 구입한 모델을 사용하는 것이 좋습니다.
5단계 — 분리기 설치 및 연결, 이는 혼합물에서 수소 가스를 분리하는 데 필요합니다.
마지막으로, H가 통과하는 튜브가 놓여집니다.2 버너로 올라가고 열을 제거하여 집 전체에 분배하는 요소도 연결됩니다.
일반 물과 증류수 중 어떤 물이 더 좋나요?
수소 보일러 소유자가 자주 묻는 질문 중 하나는 장치를 작동하는 데 사용되는 물에 관한 것입니다.
전문가에 따르면, 공장이나 집에서 만든 장치는 수산화나트륨이 아주 적게 첨가된 증류수(H2O 10리터당 1테이블스푼)로 작업할 때 최고의 성능을 발휘합니다.
그러나 수소 보일러는 수돗물에서도 성공적으로 작동할 수 있으며, 가장 중요한 것은 중금속 염을 포함하지 않는다는 것입니다.
주제에 대한 결론 및 유용한 비디오
아래 비디오에서는 유명한 한국 회사 DAEWOO가 생산한 수소 연료로 작동하는 가스 보일러 모델의 개요를 볼 수 있습니다.
수소가 미래의 연료라고 불리는 데는 이유가 있습니다. 이 가스는 다양한 설비에 사용할 수 있는 저렴하고 환경 친화적인 연료의 거의 무한한 자원이 될 수 있습니다.
공장에서 또는 독립적으로 제조되는 수소 연료 보일러를 사용하면 자율 난방 시스템을 만들 수 있습니다. 이는 주택 및 공동 서비스 비용을 크게 줄이는 데 도움이 될 것이며 거실과 다용도실의 쾌적한 온도 유지 문제를 해결할 것입니다.
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