Otwarta droga do ogniwa zasilanego wodorem
| Prezentacje firmowe PomiaryPierwszy precyzyjny przepływomierz masowy do stacji paliw wodorowych z międzynarodowym certyfikatem OIML R 139 2018. Wodór jako źródło energii dla ogniw paliwowych zyskuje na znaczeniu w kwestii rozwoju mobilności przyjaznej środowisku. Jednakże tankowanie nim pojazdów jest bardziej skomplikowane niż paliwami konwencjonalnymi. Ponieważ w trakcie tego procesu wodór rozgrzewa się, powodując wzrost ciśnienia i temperatury, trzeba stale monitorować oba parametry. Firma Heinrichs Messtechnik, należąca do grupy KOBOLD, opracowała więc przepływomierz masowy serii TMU-W 004, precyzyjnie mierzący przepływ wodoru mimo wahań ciśnienia i temperatury, przystosowany do aplikacji wysokociśnieniowych, w zakresie do 1000 barów. Jest to pierwsze tego typu urządzenie certyfikowane zgodnie z międzynarodową normą OIML R 139 2018, a tym samym dopuszczone do stosowania na stacjach tankowania wodoru. Przetwornik pomiarowy przekształca sygnały czujnika na wartości przydatne do dalszej analizy natężenia przepływu i jednocześnie mierzy temperaturę gazu.
Wodór, jako paliwo, zyskuje na popularności. W Polsce stopniowo zwiększa się zainteresowanie tą kwestią, natomiast w Niemczech, po części dzięki pakietom rozwojowym wspieranym przez tamtejszy rząd, powstała już wokół tej tematyki dość rozwinięta branża. Według portalu Statista, obecnie za naszą zachodnią granicą działa najwięcej publicznych stacji tankowania wodoru w Europie. Na świecie Niemcy zajmują zaś drugie miejsce, po Japonii.
Odpowiedzieć na wyzwania
"W przypadku samochodów osobowych wodór tankowany jest zwykle przy ciśnieniu 700 barów. Tak wysoki poziom niezbędny jest do wytworzenia gęstości energii potrzebnej do uzyskania jej zakresów użytkowych – wyjaśnia Guido
Thometzki, dyrektor generalny Heinrichs Messtechnik. – Podczas tego procesu temperatura nie może przekraczać +85°C. W przeciwnym razie może dojść do uszkodzenia wykładziny zbiornika".
Ponieważ zbiornik rozszerza się i nagrzewa podczas napełniania, wodór jest schładzany, zanim do niego dotrze. To wysokociśnieniowe środowisko, w połączeniu z niewielkim rozmiarem cząsteczki wodoru, stawia szczególne wymagania w zakresie dokładności pomiaru przepływu.
Dlatego też firma Heinrichs Messtechnik przeprojektowała swój, sprawdzony już wcześniej, przepływomierz masowy Coriolisa na potrzeby zastosowań wysokociśnieniowych. Teraz oferuje model TMU-W 004, w nowej serii TMU-W, specjalnie zaprojektowanej na potrzeby pomiaru przepływu wodoru.
Nowy przepływomierz zapewnia dokładny pomiar ilości podawanego wodoru do zbiornika pojazdu podczas tankowania. Pozwala to na prawidłowe rozliczenie pobranego paliwa, co jest warunkiem koniecznym na publicznych stacjach tankowania wodoru. Urządzenie charakteryzuje się zakresem pomiarowym od 0,133 do 4 kg/min H2. Dzięki symulacjom struktury i charakterystyki przepływu płynów, wykonanym w fazie rozwoju, udało się uzyskać optymalne rozmieszczenie oraz wymiary wszystkich elementów mechanicznych i elektromechanicznych. W rezultacie jest to pierwszy na świecie i jak dotąd jedyny przepływomierz, który uzyskał certyfikat zgodności z międzynarodową normą OIML R 139 2018, obejmującą systemy pomiarowe dla sprężonych paliw gazowych w pojazdach. Notowana na giełdzie norweska firma Nel Hydrogen z powodzeniem używa już modelu TMU-W 004 na swoich stacjach dystrybucji wodoru.
Specjalne rozmieszczenie czujników zapewnia precyzyjne pomiary
Aby przepływomierz pasował do wąskich dystrybutorów paliwa firmy dium przepływa przez te rurki, efekt Coriolisa powoduje dodatkowe przesunięcie fazowe odchylenia rur – wyjaśnia Guido Thometzki. – Czujniki umieszczone w optymalnych punktach na rurkach wychwytują przesunięte w fazie odchylenia i wysyłają sygnały do przetwornika pomiarowego w celu dalszej analizy i obróbki. Na ich podstawie obliczany jest bieżący przepływ masowy”.
Specjalna architektura urządzenia – odpowiedni kształt rurek pomiarowych i idealne rozmieszczenie na nich czujników – wraz z dalszą harmonizacją takich komponentów, jak blachy węzłowe, sprawiają, że powstał szczególnie czuły i dokładny układ, pomimo dużej grubości ścianek rurek pomiarowych. Ta wytrzymałość rurek jest konieczna, aby nie uszkodziło je wysokie ciśnienie, dochodzące do 1000 barów (ciśnienie próbne wynosi w rzeczywistości 1500 barów). Wytrzymała konstrukcja, czyli w pełni spawana obudowa z pofałdowaniami dla dodatkowej sztywności, zapewnia wystarczającą ochronę dla precyzyjnego układu pomiarowego.
Wielkość przepływu można określić za pomocą wyjścia impulsowego lub alarmowego.
"Użytkownik otrzymuje również informacje o temperaturze przepływającego gazu i opcjonalnie również o jego gęstości. Można to wykorzystać do sterowania sprężarką pompującą wodór, np. celem przełączania na większą objętość, lub odwrotnie, celem przerywania procesu pompowania" – dodaje Thometzki.
Przetwornik wyposażono w dwuwierszowy wyświetlacz LCD, który bezpośrednio pokazuje mierzone wartości. Urządzenie daje się łatwo konfigurować za pomocą czterech zintegrowanych z przetwornikiem przycisków. Oprócz szeregu różnych funkcji, użytkownik jest w stanie za pomocą przycisków definiować wyjścia i przeprowadzać analizę błędów. Przetwornik może być wykonany w obudowie polowej lub w wersji do montażu w szafie rozdzielczej. Zarówno obudowa czujnika TMU-W 004, jak i obudowa polowa przetwornika są iskrobezpieczne oraz odporne na ciśnienie, co pozwala zapobiegać pożarowi lub wybuchowi w przypadku ulatniania się gazu.
Więcej informacji na stronach: www.heinrichs.eu oraz www.kobold.com
KOBOLD Instruments Sp. z o.o.
ul. Powstańców Śląskich 85 lok. U4,
01-355 Warszawa
tel: +48 22 666 18 94,
e-mail: info@kobold.pl
www.kobold.pl
