Wodór wraz z upływem czasu odgrywa coraz ważniejszą rolę jako alternatywne źródło energii, w tym jako przyjazne dla klimatu paliwo do pojazdów silnikowych. Jego właściwości fizykochemiczne sprawiają, że dostarczanie H2 do samochodów i pojazdów użytkowych stanowi wyzwanie dla technologii pomiarowej. Na przykład, temperatura jest ważnym czynnikiem podczas tankowania wodoru. Jej monitorowanie wymaga specjalnej termopary. Dlatego producent systemów tankowania H2 zdecydował się na oprzyrządowanie firmy WIKA.
Wytrzymała i czuła: Termopara wysokociśnieniowa model TC90 jest przeznaczona do monitorowania temperatury podczas tankowania wodoru.
Na pierwszy rzut oka stacje tankowania pojazdów napędzanych wodorem, tak zwane stacje tankowania wodoru (HRS), niewiele różnią się od tych dla konwencjonalnych silników spalinowych. Uchwyty do tankowania przy pompach H2, zwane dystrybutorami, również wyglądają znajomo. Spojrzenie na sprzęt ujawnia jednak, że przez przewód zasilający nie przepływa benzyna ani olej napędowy; szyjka wlewu do zbiornika pojazdu została zaprojektowana tak, aby była odporna na wysokie ciśnienie.
H2 ociepla się podczas rozprężania
Wodór do tankowania jest sprężany pod ciśnieniem do 900 barów, które jest dostosowane do zwykłego ciśnienia w zbiorniku wynoszącego 700 barów. Im większa różnica ciśnień między dystrybutorem a pojazdem, tym szybciej przepływa wodór, skracając tym samym proces tankowania. Należy jednak pamiętać o jednym krytycznym aspekcie – w przeciwieństwie do innych gazów, wodór nagrzewa się podczas rozprężania.
Dlatego też monitorowanie temperatury odgrywa kluczową rolę podczas tankowania wodoru. Zadanie to odbywa się w zakresie od -40 °C do +85 °C. Niższa wartość to temperatura wodoru na początku procesu tankowania, osiągana poprzez schłodzenie go za pomocą wymiennika ciepła. Wyższa wartość odpowiada maksymalnej temperaturze, dla której określono standardowe zbiorniki pojazdów H2. Są to zbiorniki typu 4 wykonane z włókna węglowego.
Chłodzenie temperatur na wczesnym etapie tankowania wodoru
Temperatura podczas tankowania wodoru nie może zatem nigdy przekraczać +85 °C. Jeśli zbliża się do tej wartości, system spowalnia proces na wczesnym etapie i reguluje go poprzez chłodzenie. Do monitorowania temperatury H2 wymagany jest przyrząd pomiarowy, który łączy w sobie czułość i solidność, a także minimalizuje wpływ na przepływ mediów. Właśnie dlatego wspomniany wcześniej producent HRS wybrał termoparę wysokociśnieniową model TC90 firmy WIKA. Za wyborem tego urządzenia przemawiały w szczególności następujące powody:
- TC90 jest kompaktowy i zaprojektowany do zadań pomiarowych w rurach o małej nominalnej szerokości.
- Końcówka sondy może wytrzymać ciśnienie do prawie 900 barów, które występuje podczas tankowania wodoru, nawet gdy nie jest zabezpieczona.
- Wersja z wysokociśnieniowym złączem gwintowanym zapewnia TC90 niezbędną wytrzymałość i zapewnia niezawodne uszczelnienie miejsca pomiaru.
- Bezpośredni kontakt sondy z medium zapewnia krótki czas reakcji wynoszący zaledwie kilka sekund, wymagany do regulacji chłodzenia.
- Wszystkie elementy zwilżane są wykonane z materiałów kompatybilnych z H2.
Termopara dostępna również w połączeniu z przetwornikiem SIL 2
Termopara TC90 jest dostępna w wersji z ochroną przeciwwybuchową zgodnie z ATEX i IEC Ex do użytku w systemach tankowania. Jest ona również dostępna w połączeniu z przetwornikiem WIKA, na przykład modelem T38 z dopuszczeniem Ex i SIL 2.
Uwaga
Więcej informacji na temat termopary wysokociśnieniowej TC90 oraz przetwornika temperatury T38 można znaleźć na stronie internetowej WIKA. Można tam również znaleźć pełny przegląd rozwiązań WIKA do produkcji i wykorzystania wodoru, w tym dla stacji tankowania wodoru. W razie jakichkolwiek pytań, osoba kontaktowa chętnie pomoże.
Polecamy również nasze artykuły
Test ciśnienia hydrostatycznego z manometrem cyfrowym
Przetwornik ciśnienia: Połączony cyfrowo z EtherCAT®
Mogą Państwo obejrzeć również wywiad na temat technologii pomiarowej WIKA dla aplikacji H2: