By exploiting the technology of hydrogen boilers, we can greatly reduce the problem of pollutant emissions from the hot water heating systems used to heat rooms and for sanitary use. Being hydrogen the most abundant element of the observable universe, and being a fuel with a high energy density (1 kg of hydrogen contains the same energy as 2.1 kg of natural gas or 2.8 kg of petrol), this can help us solve the energy challenge that affects us all. Its combustion has the following chemical reaction: H2 +1/2 O2 → H2O + heat, we can therefore observe that no CO2 is produced, and therefore we would have a low environmental impact. Since this element is not available in nature as a separate element, but is always found linked to other elements, we should consider its entire production process in order to have the least possible number of emissions. Speaking of pollution, green hydrogen is the best solution to start from since this has virtually no environmental impact. In this case, the energy required to break the water molecules and obtain the fuel will be provided by a renewable source such as photovoltaics or wind. This solution will also allow us to overcome the problem of non-programmability of various renewable energy sources, we will then go to store chemical energy that can be stored and used when needed. During the experience carried out at Bertelli & Partners, a company that develops and manufactures components and systems for the HVAC sector, I was able to observe how a hydrogen boiler and a traditional boiler are built and work in order to see the differences between the two and the respective disadvantages and advantages offered by the latter.

Sfruttando la tecnologia delle caldaie ad idrogeno possiamo andare a ridurre notevolmente il problema delle emissioni di inquinanti provenienti dai sistemi di riscaldamento dell’acqua calda utilizzata per scaldare gli ambienti e ad uso sanitario. Essendo l’idrogeno l’elemento più abbondante dell’universo osservabile, ed essendo un combustibile con un elevata densità energetica(1 kg di idrogeno contiene la stessa energia di 2,1 kg di gas naturale o di 2,8 kg di benzina) , questo può aiutarci a risolvere la sfida energetica che coinvolge tutti noi. La sua combustione presenta la seguente reazione chimica: H2 +1/2 O2→H2O+calore , possiamo osservare quindi che non viene prodotta CO2, e avremmo quindi un basso impatto ambientale. Visto che questo elemento non è disponibile in natura come elemento separato, ma si ritrova sempre legato ad altri elementi dovremmo andare a considerare il suo intero processo di produzione in modo da avere il minor numero di emissioni possibili. Parlando di inquinamenti l’idrogeno verde risulta la soluzione migliore da cui partire visto che questo presenta impatto ambientale praticamente nullo. In questo caso l’energia richiesta per rompere le molecole di acqua ed ottenere il combustibile verrà fornita da una fonte rinnovabile come ad esempio il fotovoltaico o l’eolico. Questa soluzione ci permetterà inoltre di superare il problema della non programmabilità di varie fonti di energia rinnovabile, si andrà quindi ad immagazzinare energia chimica che potrà essere stoccata ed utilizzata al momento del bisogno. Durante l’esperienza svolta presso la Bertelli & Partners, azienda che sviluppa e produce componenti e sistemi per il settore HVAC, ho potuto osservare com’è costruita, e come funzionano una caldaia a idrogeno ed una tradizionale in modo da poter vedere le differenze tra le due e i rispettivi svantaggi e vantaggi offerti da quest’ultime.

Caldaia ad idrogeno: analisi delle prestazioni e confronto con una tradizionale

CHIPER, CRISTIAN
2021/2022

Abstract

By exploiting the technology of hydrogen boilers, we can greatly reduce the problem of pollutant emissions from the hot water heating systems used to heat rooms and for sanitary use. Being hydrogen the most abundant element of the observable universe, and being a fuel with a high energy density (1 kg of hydrogen contains the same energy as 2.1 kg of natural gas or 2.8 kg of petrol), this can help us solve the energy challenge that affects us all. Its combustion has the following chemical reaction: H2 +1/2 O2 → H2O + heat, we can therefore observe that no CO2 is produced, and therefore we would have a low environmental impact. Since this element is not available in nature as a separate element, but is always found linked to other elements, we should consider its entire production process in order to have the least possible number of emissions. Speaking of pollution, green hydrogen is the best solution to start from since this has virtually no environmental impact. In this case, the energy required to break the water molecules and obtain the fuel will be provided by a renewable source such as photovoltaics or wind. This solution will also allow us to overcome the problem of non-programmability of various renewable energy sources, we will then go to store chemical energy that can be stored and used when needed. During the experience carried out at Bertelli & Partners, a company that develops and manufactures components and systems for the HVAC sector, I was able to observe how a hydrogen boiler and a traditional boiler are built and work in order to see the differences between the two and the respective disadvantages and advantages offered by the latter.
2021
Hydrogen boiler: performance analysis and comparison with a traditional one
Sfruttando la tecnologia delle caldaie ad idrogeno possiamo andare a ridurre notevolmente il problema delle emissioni di inquinanti provenienti dai sistemi di riscaldamento dell’acqua calda utilizzata per scaldare gli ambienti e ad uso sanitario. Essendo l’idrogeno l’elemento più abbondante dell’universo osservabile, ed essendo un combustibile con un elevata densità energetica(1 kg di idrogeno contiene la stessa energia di 2,1 kg di gas naturale o di 2,8 kg di benzina) , questo può aiutarci a risolvere la sfida energetica che coinvolge tutti noi. La sua combustione presenta la seguente reazione chimica: H2 +1/2 O2→H2O+calore , possiamo osservare quindi che non viene prodotta CO2, e avremmo quindi un basso impatto ambientale. Visto che questo elemento non è disponibile in natura come elemento separato, ma si ritrova sempre legato ad altri elementi dovremmo andare a considerare il suo intero processo di produzione in modo da avere il minor numero di emissioni possibili. Parlando di inquinamenti l’idrogeno verde risulta la soluzione migliore da cui partire visto che questo presenta impatto ambientale praticamente nullo. In questo caso l’energia richiesta per rompere le molecole di acqua ed ottenere il combustibile verrà fornita da una fonte rinnovabile come ad esempio il fotovoltaico o l’eolico. Questa soluzione ci permetterà inoltre di superare il problema della non programmabilità di varie fonti di energia rinnovabile, si andrà quindi ad immagazzinare energia chimica che potrà essere stoccata ed utilizzata al momento del bisogno. Durante l’esperienza svolta presso la Bertelli & Partners, azienda che sviluppa e produce componenti e sistemi per il settore HVAC, ho potuto osservare com’è costruita, e come funzionano una caldaia a idrogeno ed una tradizionale in modo da poter vedere le differenze tra le due e i rispettivi svantaggi e vantaggi offerti da quest’ultime.
Idrogeno
Caldaia
Bruciatori
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12608/34185