수소주택 연료전지실 내 수소 누출 및 환기 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Characteristics of Hydrogen Leakage and Ventilation in Fuel Cell Room of Hydrogen House)

서지정보

· 발행기관 : 국제차세대융합기술학회
· 수록지 정보 : 차세대융합기술학회논문지 / 6권 / 8호 / 1383 ~ 1392페이지
· 저자명 : 장희라, 황인주, 이홍철, 지현욱

초록

수소주택은 주거용도에 필요한 전기와 열을 수소를 에너지원으로 하는 연료전지를 이용하여 공급한다. 수 소주택에서 수소연료전지는 주택의 평면계획에 따라 주택의 외부 또는 내부에 설치할 수 있다. 주택의 내부에 수 소연료전지를 설치할 경우에, 별도의 전용공간을 계획하여 수소 누출에 의한 안전 영향을 최소화하는 방안이 필요 하다. 이에 본 연구에서는 수소연료전지를 설치한 전용실에서 수소 누출 및 확산 특성과 폭발하한 2 vol%를 유지 하기 위한 배기 효과 등을 평가하기 위한 실험을 수행하였다. 자연환기를 적용했을 때, 수소 누출 시 전용실 내부 의 수소 농도는 누출량이 가장 클 때 7초 만에 폭발하한에 도달하였다. 또한 전용실 상단에서 수소농도가 증가하 는 현상을 보였다. 그러나 1 vol% 차단밸브와 강제환기를 적용한 경우에 수소 농도가 폭발하한으로 안정적인 조 절이 가능했다. 수소연료전지 전용공간을 계획할 경우에 공간 내 폭발하한으로 수소농도 관리가 매우 중요하며, 이를 위한 수소차단밸브, 통기구 및 강제환기 등에 관한 기준 확립이 필요하다.

영어초록

Hydrogen houses supply electricity and heat necessary for residential use using fuel cells that use hydrogen as an energy source. In a hydrogen house, hydrogen fuel cells can be installed outside or inside the house according to the floor plan of the house. When installing a hydrogen fuel cell inside a house, it is necessary to plan a separate dedicated space to minimize the safety impact of hydrogen leakage. Therefore, in this study, an experiment was performed to evaluate the hydrogen leakage and diffusion characteristics and the exhaust effect to maintain the lower explosion limit of 2 vol% in a dedicated room where a hydrogen fuel cell was installed. When natural ventilation was applied, the hydrogen concentration inside the dedicated room reached the lower explosive limit in 7 seconds when the leakage was the largest. In addition, the hydrogen concentration increased at the top of the dedicated room. However, when a 1 vol% shutoff valve and forced ventilation were applied, it was possible to stably control the hydrogen concentration to the lower explosive limit. When planning a space dedicated to hydrogen fuel cells, it is very important to manage the hydrogen concentration as the lower explosive limit in the space, and for this, it is necessary to establish standards for hydrogen shutoff valves, vents, and forced ventilation.

참고자료

· 없음