수소와 CNG 제품의 압력 클래스는 어떻게 다릅니까?다.

CRAIG GIFFORD:
Ask Swagelok에 오신 것을 환영합니다. 저는 Craig Gifford이며, 오늘 Swagelok 글로벌 수소 전문가인 Chuck Hayes와 함께 합니다. 이전에 클린 에너지 표준과 인증, 그와 관련하여 고려해야 할 점에 대해 이야기한 바가 있습니다.

그러면 이제, 수소 및 압축 천연가스의 압력 클래스에 대해 이해할 수 있도록 설명해주실 수 있겠습니까?

CHUCK HAYES:
그러죠. 이는 중요한 주제이며 많은 사람들이 정말 오해하고 있는 문제이기도 합니다. 그러면 정말 쉽게 설명을 시작해보겠습니다. CNG의 압력 클래스는 248 bar입니다. 이는 상당히 간단하고 직관적이며, 실질적으로 바뀔 부분도 없고 오랜 기간 그대로 유지되었습니다.

수소에는 두 가지 다른 압력 클래스가 있으며 Swagelok에서는 일반적으로 H35와 H70을 사용합니다. 이는 국제 표준에 정의되어 있습니다. Swagelok이 사용하지 않는 다른 몇 가지 표준도 있으며, 일반적으로 차량 탑재 H50, H25입니다. 이 표준이 다른 점은 메가파스칼 단위를 사용한다는 것입니다. 35 메가파스칼은 350 bar입니다.

이는 공칭 사용 압력입니다. 공칭 사용 압력이란 주변 온도에서 안정된 압력이며, 그 압력이 유지될 것을 의미합니다. 하지만, 여기에 차이가 있습니다. 바비큐 그릴의 예를 들어 보겠습니다. 큰 파티를 열어 보셨다면, 그릴을 오래 사용한 후에 프로판 탱크를 보면 서리가 뒤덮여 있는 것을 볼 수 있습니다. 탱크가 차가워진 것은 대부분의 기체가 빠져나갔기 때문이며, 탱크가 압력 변화를 거칠 때 줄-톰슨 효과(Joule–Thomson effect)라는 현상을 겪게 됩니다. 그러면서 차가워집니다.

그렇지 않은 기체는 세 가지, 바로 수소, 헬륨, 네온뿐입니다. 이들 기체는 뜨거워집니다. 따라서, 차량을 충전할 때, 차량에 연료를 주입하면 기체가 탱크로 들어가면서 뜨거워집니다. 따라서, 350 bar에서 뜨거워지면 437 bar가 됩니다. 기체가 다시 식어서 안정화되면 다시 350 bar가 됩니다. 700에서는 875 bar까지 올라갔다가 식으면 다시 700이 됩니다.

따라서, Swagelok은 모든 부품이 이러한 특정 압력을 충족하는지 확인해야 합니다.

CRAIG GIFFORD:
맞습니다. 당연하죠.

CHUCK HAYES:
때때로, 350 bar 제품은 437까지 올라가야 한다고 말했습니다. 단지 350까지만 인증을 받았거나 350에서 사용할 수 있는 제품을 구하려고 한다면, 훨씬 더 높은 해당 사용 압력에는 사용하지 못할 수 있습니다. 이는 세상에 있는 많은 제품이 오일 및 가스 등급인 6000 psi이기 때문입니다. 이는 그보다 조금 높을 뿐입니다. 따라서, 다른 클래스의 제품을 선택해야 합니다.

마지막으로 충전소와 차량도 다르다는 점을 말하고 싶습니다. 그러면, H70 압력 클래스에 해당하는 차량 탑재용 H75에 대해 알아보겠습니다. 하지만, 충전소는 더 압력이 높아야 합니다. 충전소는 차량에 기체를 밀어 넣으려면 더 많은 압력이 필요하므로 실제로 962 bar까지 올라갑니다. 그러므로, 충전소를 검토할 때는 이를 고려해야 합니다.

또한, 10,000 psi까지 올라가는 제품도 많으므로 700도 실제로 방심할 수 없는 수준입니다. 700은 사실상 10,200 psi이지만, 중급에서 다음 단계까지 올라갈 수 있으려면 실제로 훨씬 더 많은 여러 제품을 검토해야 합니다. 역 줄-톰슨 효과(Joule–Thomson effect)도 고려해야 하기 때문입니다.

CRAIG GIFFORD:
그렇군요. 뜨거워지기 때문에 그렇습니다. 설명해주셔서 감사합니다. 정말 많은 도움이 되었습니다. Ask Swagelok에 참여해주신 여러분께도 감사드립니다.