Titulní stránka   ČESKÉ SDRUŽENÍ PRO TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ
  Agentura ČSTZ  

Sobota, 15. prosince 2018  

  Titulní stránka

 
Vstup:
Jméno:
Heslo:
 
 
\Honeywell"
REMS
AZ-POKORNY
\DRÄGER"
\Junkers"
\Vaillant"
\Atmos"
\Regulus"
\Hutira"
Ostatní
Jak funguje první kotel s nulovými emisemi na světě?
Článek přináší informace o velmi netradičním kotli. Plynným palivem je zde vodík. Přestože se jedná o dosud málo rozšířenou technologii využívají k výrobě vodíku palivového článku, dá se předpokládat, že již v blízké budoucnosti nalezne své uplatnění, zejména pak v oblastech, které se potýkají s emisemi škodlivých plynů.

Kotel bez emisí

Katalytický vodíkový kotel je obdoba plynového kondenzačního kotle, napájeného vodíkem. Kotel je předurčen pro nízkoteplotní podlahové, stěnové nebo stropní topné systémy. Pracuje s maximální účinností a bez zplodin. Jedinou odpadní látkou je voda. 
 
Kotel je napájen plynným vodíkem. “Spalování“ probíhá díky použití odpovídajícího katalyzátoru bez plamene. Koncentrace vodíku v reakční komoře je kontrolována a udržována na hodnotách naprosté bezpečnosti.
 
Reakční teplota se ustaluje na hodnotách kolem 250–300 °C. To vede k velké účinnosti (větší návratnost tepla na výstupu) a absolutní nepřítomnosti škodlivých emisí. Obávané NOx se totiž vytváří při teplotách mnohem vyšších. Nedochází ani k emisím kysličníku uhličitého (CO2). Při katalytické reakci totiž nejsou přítomny atomy uhlíku. Na výfuku se vytváří pouze voda ve dvou skupenstvích. Jedna část je zkondenzovaná, zatímco druhá je odváděna ve formě vodní páry výfukovým potrubím. Vodíkový kotel je tak naprosto ekologický. 
 
Vodíkový kotel vyžaduje oproti tradičním kotlům menší údržbu a má vyšší životnost (díky tomu, že nic nehoří). 
 
Bez plamene
V každé komoře je katalyzátor ve tvaru keramické houby. Ten umožňuje spojení molekul vodíku a kyslíku v jednu molekulu vody. Při tom se uvolňuje teplo. To vše se děje bez plamene a bez vzniku elektrické energie. Teplo produkované reakcí putuje do výměníku tepla. Výstupní teplota topného média se pohybuje na 45 °C, což je ideální pro napájení nízkoteplotních systémů sálavého vytápění, jako jsou sálavé podlahy nebo stropní panely.
 
Komory cyklují. Po napuštění filtrovaného vzduchu z atmosféry se za 2–3 sekundy se vzduch v komoře ohřeje z 20 na 300 °C. Pak se přidává vodík. Optimum je právě 300 stupňů - je tak zajištěna nejvyšší účinnost. 
 
Atom vodíku je nejjednodušší ze všech: sestává z jádra s jediným elektronem. Jedná se o nejlehčí látku, která je známa a je také velmi rozšířená: 55 % všech látek v kosmu je právě vodík. Volně v přírodě se nevázaný vodík vyskytuje výjimečné, většinou je vázaný s organic-kou hmotou a hlavně tvoří vodu. Není náhodou, že název, který byl tomuto prvku v roce 1783, sedmnáct let po jeho objevení, přidělen, znamená “generátor vody.”
 
Topení vodou
Pomocí elektrolýzy, může být vodík vyráběn všude, kde je voda a elektřina. Molekuly vody jsou rozloženy do dvou
základních prvků: vodík (H2) a kyslík (O2). Vodík je poslán do retenční nádrže, odkud putuje do vodíkového kotle,
zatímco kyslík může být uložen pro další použití, zejména pro nemocnice jako terapeutický plyn, nebo je volně vypuštěn do atmosféry. Z bezpečnostních důvodů (kotel potřebuje jen velmi malé množství kyslíku), ho nelze použít
přímo pro katalytickou reakci (kotel využije 3,5% kyslíku obsaženého ve vzduchu). Palivový vodík lze též nakupovat
externě.
 
Ekologická výroba vodíku z vody
Modul výroby vodíku s palivovým článkem H2ydrogem Box umožňuje uskladnit elektrickou energii pomocí elektrolýzy vody využitím vodíku jako akumulátoru. Jednotka je určena pro připojení k vodíkovému kotli H2ydrogem.
 
Systém obsahuje elektrolyzér, který vyrábí vodík z vody. Ten je následně uskladněn pod tlakem 130 barů v tlakových lahvích mimo objekt. Uvnitř modulu je umístěn palivový článek, který má maximální výkon 3 kW a je schopný konvertovat vodík zpět na elektrickou energii v okamžiku její potřeby nebo „black outu“.
 
Celý systém pracuje s nulovými emisemi, protože generuje vodík z vody. Pomocí palivového článku ho lze přeměnit zpět na elektrickou energii nebo teplo bez jakéhokoliv vedlejšího zdravotně škodlivého produktu.
 
Jednotku je možné a vhodné napojit na systémy výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů, zvláště fotovoltaických nebo větrných, které jsou nevyčerpatelné.
 
Obr. 1 – Vodíkový kotel
 
H2ydrogem Box – Modul výroby vodíku s palivovým článkem
Modul pro výrobu vodíku elektrolýzou vody H2ydrogem Box umožňuje uskladnit si elektrickou energii využitím vodíku jako akumulátoru a poté ho přeměnit zpět ne elekttrickou energii pomocí palivového článku v okamžiku její
potřeby nebo „black outu“. Systém obsahuje elektrolyzér alkalického typu, který vyrábí vodík zcela čistým způsobem
z vody o tlaku 10 bar; pomocí speciálního kompresoru se tlak vodíku zvýší až k maximální hodnotě 130 barů, tak aby bylo možné jej pohodlně naskladnit do příslušných tlakových lahví, umístěných obvykle mimo objekt.
 
Uvnitř modulu je umístěn palivový článek typu PEM, který má maximální výkon 3 kW, schopný konvertovat vodík zpět na elektrickou energii. Palivový článek je charakterizován rychlým pracovním nástupem a schopností přizpůsobit se aktuálnímu elektrickému zatížení. Systém je též vybaven speciálním tepelným výměníkem, schopným udržet teploty komponentů v optimálních pracovních teplotách.
 
Alternativně lze odebrat toto teplo pro zvýšení výkonnosti topného systému. Toto teplo je k dispozici jak při elektrolýze vody, tak při činnosti palivového článku. Jednotka je určena pro připojení vodíkového kotle H2ydrogem s katalytickým spalováním vodíku.
 
Celý systém pracuje s nulovými emisemi, protože generuje vodík z vody a pomocí palivového článku vodík přeměňuje zpět na elektrickou energii nebo teplo bez jakéhokoliv vedlejšího zdravotně škodlivého produktu. Jednotku je možné připojit na systémy výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů, zvláště fotovoltaických, nebo větrných, které jsou nevyčerpatelné.
 
Hlavní technické charakteristiky
  • Napájení pomocí elektrické energie
  • Kompaktní rozměry
  • Výroba vodíku elektrolýzou
  • Integrovaný systém komprese vodíku
  • Integrovaný palivový článek typu PEM
  • Integrovaný kontrolní systém
  • Integrovaný systém rekuperace tepla
  • Odpovídá všem bezpečnostním standardům
  • Připraveno pro připojení vodíkového katalického kotle

Obr. 2 – Funkční schéma modulu výroby vodíku s palivovým článkem

Technická data

Obr. 3 – Schéma sestavy s vodíkovým kotlem H2ydrogem s nulovými emisemi

Příslušenství

Komponenty sestavy:

  • Modul výroby vodíku s palivovým článkem H2ydrogem Box
  • 2 tlakové lahve na vodík, každá o nominálním objemu 40 litrů
  • Vodíkový 1 kanálový katalytický kotel H2ydrogem (kód CCF01X001)

Technická data

Poznámka: Počet vodíkových tlakových lahví v sestavě jsou 2 ks. Množství lahví se může měnit podle situace a podle specifických požadavků zákazníka.

Katalytický vodíkový kotel – CCF01X001

Katalytický vodíkový kotel je obdoba plynového kondenzačního kotle, napájeného vodíkem; toto zařízení je projektováno výhradně pro ohřev vody v topných systémech. Kotel je předurčen pro nízkoteplotní podlahové, stěnové nebo stropní topné systémy, kde pracuje s maximální účinností. Ideální teplota topné vody je 40 °C.

Kotel je tedy napájen plynným vodíkem; avšak „spalování“ je bez plamene díky použití odpovídajícího katalyzátoru, ve kterém dochází ke katalytické reakci. Koncentrace vodíku v reakční komoře je kontrolována a udržována na hodnotách absolutní bezpečnosti. Reakční teplota se ustaluje na hodnotách kolem 250–300 °C.

Toto je synonymem velké účinnosti (větší návratnost tepla na výstupu) a absolutní nepřítomnost škodlivých emisí. Obecně tak obávané NOx se vytváří při teplotách mnohem vyšších. Mimo jiné je zde i absolutní nepřítomnost kysličníku uhličitého (CO2), jelikož nejsou při katalytické reakci přítomny atomy uhlíku. Na výfuku se vytváří pouze voda, ve dvou skupenstvích, jejíž jedna část je zkondenzovaná, zatímco druhá je odváděna ve formě vodní páry výfukovým potrubím. Vodíkový kotel, jelikož má čistý proces „spalování“ bez plamene, vyžaduje menší údržbu oproti tradičním kotlům a má taktéž vyšší životnost.

Obr 4 – Katalytický vodíkový kotel – CCF01X001

Hlavní technické charakteristiky

  • Napájení vodíkem
  • Optimalizovaný reakční kanál
  • Katalytická reakce bez plamene a s nízkou koncentrací vodík
    • Systém rekuperace tepla na odtahu
    • Odpovídá všem bezpečnostním standardům
    • Nulové znečišťující emise
    • Integrovaný monochromatický dotykový ovládací panel

Technická data




   Aktualizace: 02. 07. 2014
|  reklama  |  © ČSTZ 2018  |  webmaster  |