O hidrogênio está se tornando uma fonte de energia alternativa cada vez mais relevante, especialmente como um combustível ecologicamente correto para veículos automotores. No entanto, suas propriedades físico-químicas apresentam desafios significativos para a tecnologia de medição. Um exemplo é a temperatura, uma variável crítica durante o reabastecimento com hidrogênio, que exige o uso de um termopar específico para monitoramento. Por isso, um fabricante de sistemas de reabastecimento de hidrogênio escolheu a instrumentação da WIKA.
À primeira vista, os postos de abastecimento para veículos movidos a hidrogênio, muitas vezes denominados como Estação de Reabastecimento de Hidrogênio (ERH), assemelham-se aos postos para motor
Robusto e responsivo : O termopar de alta pressão modelo TC90 foi projetado para monitoramento de temperatura durante o reabastecimento de hidrogênio.
es de combustão convencionais. As alças de reabastecimento nas bombas de H₂, chamadas de dispensadores, também são familiares. No entanto, uma análise mais detalhada revela que não há gasolina ou diesel fluindo pelas linhas de abastecimento; o bocal de abastecimento do tanque do veículo é projetado para suportar altas pressões.
H 2 aquece na expansão
O hidrogênio utilizado para reabastecimento é comprimido a uma pressão de até 900 bar, ajustada à pressão usual do tanque de 700 bar. Quanto maior a diferença de pressão entre o dispensador e o veículo, mais rápido o hidrogênio flui, encurtando o processo de reabastecimento. No entanto, é importante considerar que, ao contrário de outros gases, o hidrogênio aquece durante a expansão
Por isso, o monitoramento da temperatura é crucial no reabastecimento com hidrogênio. Esse monitoramento ocorre em uma faixa de -40 °C a +85 °C. A temperatura mais baixa é a do hidrogênio no início do processo de reabastecimento, obtida através do resfriamento com um trocador de calor. A temperatura mais alta corresponde ao limite máximo para o qual os tanques padrão de veículos a hidrogênio são especificados, que são tanques de fibra de carbono do tipo 4.
Arrefecimento das temperaturas crescentes durante o reabastecimento de hidrogênio numa fase inicial
- A temperatura durante o reabastecimento com hidrogênio nunca deve exceder +85 °C. Se essa temperatura for atingida, o sistema desacelera o processo de reabastecimento e o regula por meio do resfriamento. Para monitorar a temperatura do H₂, é necessário um instrumento de medição que combine sensibilidade e robustez, além de minimizar o impacto no fluxo do meio. Por isso, o fabricante de ERH mencionado anteriormente escolheu o termopar de alta pressão modelo TC90 da WIKA. Os seguintes motivos, em particular, apoiaram a escolha deste instrumento
- O TC90 é compacto e projetado para tarefas de medição em tubos de pequenos diâmetros nominais.
- Sua ponta de sonda pode suportar pressões de até 900 bar, que ocorrem durante o reabastecimento de hidrogênio, mesmo sem proteção adicional.
- A versão com conexão roscada de alta pressão confere ao TC90 a resistência necessária e mantém o local de medição selado de forma confiável.
- O contato direto da sonda com o meio garante tempos de resposta curtos, de apenas alguns segundos, essenciais para regular o resfriamento.
- Todos os componentes em contato com o hidrogênio são feitos de materiais compatíveis com H₂.
Termopar também disponível em combinação com um transmissor SIL 2
Para uso em sistemas de reabastecimento, o termopar TC90 está disponível em versões com proteção contra explosão, conforme as normas ATEX e IEC Ex e possibilidade para certificação CSE INMETRO. Ele também pode ser combinado com um transmissor WIKA, como o modelo T38, que possui aprovação Ex e certificação SIL 2.
Nota
Mais informações sobre o termopar de alta pressão modelo TC90 , bem como o transmissor de temperatura modelo T38 , podem ser encontradas no site da WIKA. Lá você também encontrará uma visão geral completa das soluções WIKA para a produção e uso de hidrogênio , incluindo para estações de reabastecimento de hidrogênio . Se você tiver alguma dúvida, seu contato ficará feliz em ajudá-lo.
Você também pode assistir a uma entrevista sobre a tecnologia de medição WIKA para aplicações de H2 :