Trinkwasser mit Wasserstoff anreichern in der Praxis

H₂-Wasser Kannenweise zapfen

 

Das hier vorgestellte kleine Wandgerät ist die logische Weiterentwicklung der Autoventil-Methode, mit der sich mit geringsten Mitteln H₂-Wasser in Flaschen kistenweise herstellen und über lange Zeit lagern lässt, sodass jederzeit ca. 0,75 Liter hochwertiges Wasser mit molekularem Wasserstoff zur Verfügung stehen. (Hier wird ein noch kleineres Gerät zum Glasweisen Zapfen von H₂-Wasser beschrieben)

Das hier zum Nachbau vorgestellte stationäre Gerät ist in der Lage nach dem Willand-Prinzip 1,3 Liter/Minute H₂-Wasser mit 4,4 ppm im Durchfluss herzustellen! Auch in diesem Wandgerät wird anstelle der Glas-Pfandflasche ein druckfester Behälter zunächst vollständig mit reinem Wasserstoffgas gefüllt und anschließend wird von oben in diese reine H₂-Atmosphäre Leitungswasser eingesprüht, wodurch der Druckbehälter durch das einfließende Wasser auf einen Druck von 6 bar gebracht. Schon beim Versprühen des Wassers in die H₂-Druckatmosphäre werden den feinen Wassertröpfen mit H₂-Gas angereichert, noch bevor sie auf die Wasseroberfläche im Druckbehälter treffen und beim Auftreffen zusätzlich H₂-Gas ins Wasser sprudeln.

Bei 6 bar Druck schaltet die Druckpumpe ab und stoppt so die weitere Wasserzufuhr. Wird unten aus dem Behälter Wasser abgezapft, so fällt der Innendruck im Druckbehälter entsprechend ab, die Pumpe springt wieder an und versucht den eingetretenen Druckabfall zu kompensieren. Entspricht die durch den Zapfhahn abfließende Menge an H2-Wasser genau der Menge an nach gepumpten Leitungswasser, so läuft die Pumpe genauso lange wie gezapft wird. Die  Durchflussmenge am Kompensationshebel des Zapfhahns habe ich jetzt so eingestellt, dass der Druck im Druckbehälter während des Zapfens von H₂-Wasser um ca. 1,2 bar abfällt, damit die Einspritzdüse das Wasser schön fein vernebeln kann. Das Versprühen arbeitet dann also so wie bei 1,2 bar Wasserdruck in die Umgebungsluft. In diesem Gerät verwende ich eine Wirbeldüse aus einem Magic7-Duschkopf, und der braucht etwa diesen Druck, um das Wasser fein zu versprühen. Weil die Pumpe bei geringerem Gegendruck zugleich mehr Wasser pumpt, stellt sich bei jeder Einstellung der Kompensation am Zapfhahn im Druckbehälter ein anderes Druckgleichgewicht ein.

 
Bild 1: vollständiges Wandgerät zum Zapfen von H₂-Wasser und Fülleinrichtung für Autoventil-Flaschen (roter Schlauch)
Bild 2: Gerät von oben

Bild 3: Zapfhahn an ca. 8 m langer Zuleitung mit ∅ 6/4 mm und mit seitlichem Hebel zur Durchfluss-Regulierung
Bild 4: Optimierte (blaue) Variante der Dekompressionsleitung ∅ 10/8 mm mit 4 Innenrohren ∅ 3/1,5 mm

Bilder 5 und 6: Optimierte (blaue) Variante der Dekompressionsleitung ∅ 10/8 mm mit 4 Innenrohren ∅ 3/1,5 mm

Und so fließt das Wasser dann nacheinander durch die Bauteile:

Hauswasserleitung ⇒ roter Absperrhahn Hauswasser ⇒ weiße Kohlefilter-Patrone ⇒ Druckpumpe ⇒ Rückschlagventil ⇒ Wirbeldüse oben im Druckbehälter ⇒ Druckbehälter ⇒ Auslass am Boden des Druckbehälters ⇒ Absperrhahn H₂-Wasser ⇒ ca. 8 m langer PE-Schlauch zum Druckabbau ⇒ Dekompressionshahn im Zapfhahn ⇒ Ausschankhahn

Bild 5: Gerät von hinten mit Spannungsversorgung für die Pumpe rechts am Gehäuse
Bild 6: Gerät von hinten mit Kohlefilter-Kartusche links am Gehäuse

Bild 7: Steuerelemente oben am Druckgefäß im Gas-Bereich angeschlossen

Und diese Steuerelemente sind an einem gemeinsamen weiteren Anschluss (1) ganz oben am Druckbehälter angeschlossen:
⇒ Manometer (2) (zur Kontrolle und Einstellung des Zapfhahns)
⇒ einstellbarer, elektrischer Druckschalter (3) (schaltet die Pumpe bei 6 bar im Druckbehälter ab)
⇒ mechanisches Überdruckventil (4) eingestellt auf 6,5 bar (nur zur Sicherheit)
⇒ Einfüll-Leitung für H₂-Gas ⇒ Absperrhahn H₂-Gas (5) ⇒ (Rückschlagventil) ⇒ Anschluss (6) für den Inhalator (H₂-Gas-Erzeuger)

Bilder 8 bis 11: Einzelne Wirbeldüse in eine 3/8" Endkappe eingebaut und Blick oben in das Druckgefäß zur Wirbeldüse

 

Für den Betrieb muss das Druckgefäß zunächst komplett mit H₂-Gas gefüllt werden, und das H₂-Gas sollte auch auf die gleiche Weise erneuert werden, wenn es sich ca. um die Hälfte verbraucht hat, der H₂-Gehalt im Wasser "zu niedrig" wird, oder am einfachsten: regelmäßig alle 1 bis 3 Monate je nach H₂-Wasser-Verbrauch oder Erfahrungswerten.

Befüllen des Druckgefäßes mit H₂-Gas:

1. Absperrhahn Hauswasser schließen, Netzstecker ziehen, damit die Pumpe nicht anspringt
2. Rückschlagventil von der H₂-Einfüll-Leitung abstecken und den Absperrhahn H₂-Gas öffnen (Gasdruck ablassen)
3. Absperrhahn Hauswasser so lange leicht öffnen bis am Absperrhahn H₂-Gas jetzt Wasser austritt (Druckgefäß ist vollständig, druckfrei, mit Wasser gefüllt)
4. Rückschlagventil wieder an die H₂-Einfüll-Leitung stecken und den H₂-Gas-Inhalator anschließen
5. Ausschankhahn öffnen und dann den Inhalator einschalten (das Wasser im Druckgefäß wird jetzt komplett durch H₂-Gas ersetzt.)
6. Ausschankhahn schließen, sobald nur noch Gas austritt, den Inhalator aber weiter laufen lassen (je nach Inhalator wird jetzt ggf. zusätzlich noch ein H₂-Gasdruck aufgebaut). Der Ladevorgang mit H₂-Gas dauert je nach Gas-Leistung des Inhalators zwischen 15 Minuten und 60 Minuten und kann unbeaufsichtigt erfolgen.
7. Wenn der Inhalator wegen Überdruck im Gerät anschaltet, oder sich bei ca. 1,2 bar die Gummischlauch-Verbindungen lösen, den Inhalator ausschalten und abkoppeln
8. Das Rückschlagventil hält jetzt den Druck im Druckbehälter, auch wenn der Schlauch "abgeplatzt" ist. Dennoch auch den Absperrhahn H₂-Gas schließen
9. Absperrhahn Hauswasser wieder öffnen und Pumpe wieder einschalten (Netzstecker wieder einstecken) warten bis 6 bar erreicht sind … Fertig
   ... Es kann ab sofort H₂-Wasser mit 4,4 ppm gezapft werden. Eine "Reifezeit" über Nacht tut dem H₂-Wasser gut, erhöht aber nicht mehr den H₂-Gehalt im Wasser

Gemessene maximale Wirkleistung (W-Wert):
1,3 l/min mit 4,4 ppm und W₂₀=69,3 ml/min nach frischer Aufladung mit H₂-Gas aus einem Inhalator
Je nach gezapfter Wassermenge sollte das Gerät jeder Woche oder jeden Monat neu mit H₂-Gas befüllt werden.