Ventile für Wasserstoffspeicher und Brennstoffzellensysteme
Gasbetriebene Brennstoffzellensysteme benötigen zur Brennstoffspeicherung und -versorgung mit den Brenngasen wie Wasserstoff (H2) oder Erdgas (CNG) sowie zum Management der Reaktionsrückstände Wasser (H2O) und Stickstoff (N2) Ventile mit stark differenzierten Anforderungen.
Basierend auf einem flexiblen Baukastensystem entwickeln und liefern wir Regel- und Schaltventile für die Anforderungen in mobilen und stationären Anwendungen nach Kundenspezifikation.
Folgende Aspekte sind je nach Einsatzgebiet Entwicklungsziele für unsere Ventile:
- Hohe Drücke
- Niedrige Leckagewerte
- Hohe Lebensdauer
- Hohe Durchflusswerte bei geringem Bauraum
- Temperatur- und Vibrationsanforderungen
- Schutzarten bis IP6K9K
- Fail Safe- Funktionen
- Werkstoffeignung bei Kontakt mit Hochdruck- Wasserstoff
- Prüfung gemäß EC79
Häufige Fragen zu Ventilen für Wasserstoff und Brennstoffzellen
Wann benötigen Ventile für Wasserstoff eine Zulassung nach ATEX?
Aufgrund des stark flüchtigen Verhaltens von Wasserstoff wird in mobilen Anwendungen in der Regel keine Zulassung nach ATEX gefordert. Sobad ein Ventil jedoch in stationärer Anwendung betrieben wird, kann eine Zulassung nach ATEX erforderlich werden. Bitte beachten Sie hierzu in jedem Fall die einschlägigen Vorschriften.
Wie wird Magnet-Schultz den besonderen Anforderungen des Wasserstoffs in der Ventiltechnik gerecht?
Magnet-Schultz verfolgt die Entwicklung der Wasserstofftechnik seit Jahren und betreibt seit 10 Jahren Entwicklungen für Wasserstoffventile. Daraus sind uns die Anforderungen an die Ventiltechnik, die Materialien sowie die Dichtwerkstoffe mit Wasserstoffkontakt hinlänglich vertraut. Mittels modernster Fertigungs- und Prüfeinrichtungen stellen wir sicher, dass die Geräte den erforderlichen und ggf. vereinbarten Anforderungen entsprechen.
In welchen Spannungen sind die Wasserstoffventile erhältlich?
Standardspannungen für Wasserstoffventile sind 12V und 24V. Grundsätzlich sind Spannungen bis max. 120V nach Prüfung durch eine individuelle Wicklungsauslegung als Sonderausführung realisierbar.
Wie werden die Wasserstoffventile elektrisch angesteuert?
Alle Wasserstoffventile werden vorzugsweise über eine kundenseitige PWM (pulsweitenmodulierte) Stromversorgung angesteuert. Damit werden die Ventile sehr energieeffizient mit maximaler Leistungsfähigkeit betrieben und gleichzeitig Baugröße, Gewicht und Kosten auf ein Minimum optimiert.
Bei Ansteuerung mit PWM wird die dem Ventil zugeführte elektrische Energie reduziert, sobald das Ventil geöffnet ist. Unsere Ventile liefern dadurch einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Gesamtsystems Brennstoffzelle. Weitere Arten der Ansteuerung bedürfen vor dem Einsatz der Abstimmung.
Wie kann verhindert werden, dass die Ventile falsch elektrisch kontaktiert und verbunden werden?
Entsprechend dem Poka Yoke Prinzip können Stecker Codierungen so vereinbart werden, dass das falsche Anschließen eines Ventils verhindert wird.
In welchem Leistungsbereich für die Brennstoffzelle finden die Ventilmagnete von MSM Verwendung?
Derzeit finden die Ventile in einem Leistungsbereich von 5-400kW bei PEM Brennstoffzellen Verwendung. Die Anpassung der Ventile erfolgt über Nennweiten und ggf. die Verwendung mehrerer Ventile. Im Rahmen unseres Baukastenprogramms sind bereits eine Vielzahl von Nennweiten lieferbar. Darüber hinaus sind individuelle Anpassungen möglich.
Grundsätzlich ist eine Skalierung der vorhandenen Ausführungen möglich. Bitte setzen Sie sich im Bedarfsfall mit uns in Verbindung.
Für welche Temperaturbereiche sind die Wasserstoffventile ausgelegt?
Die Ventile sind im Standard für den Einsatz in Temperaturbereichen von -40°C bis +85°C ausgelegt. Im Bedarfsfall kann durch Anpassung der Auslegung der Umgebungstemperaturbereich in gewissen Grenzen erweitert werden. Begrenzungen liegen im Bereich der verwendeten Materialien, insbesondere bei Dicht- und Isolierwerkstoffen.
Gibt es ein Lagerprogramm für Wasserstoffventile?
Ja. Für Bemusterungen sind Standardausführungen in kleinen Stückzahlen ab Lager lieferbar. Eine Lieferung erfolgt ausschließlich an Industriekunden. Lieferungen von Ersatzteilen und Ersatzgeräten an Endanwender sind aus sicherheitstechnischen Gründen nicht zulässig.
Wie wird die Qualität der Ventile sichergestellt?
Die Geräte werden nach Automobil- und Nutzfahrzeugstandards qualifiziert und validiert. Dabei wird auf die für mobile Anwendungen erforderliche Robustheit geachtet, was für einen Einsatz im Feld zwingend erforderlich ist.
Jedes Ventil wird bei MSM zu 100% EOL (End of Line) geprüft und verfügt über eine Seriennummer um eine Rückverfolgbarkeit des Gerätes zu ermöglichen.
Stellt Magnet-Schultz auch mechanisch oder manuell betätigte Ventile für Wasserstoff her?
MSM liefert derzeit ausschließlich elektromagnetisch betätigte Ventile – kurz Magnetventile.
Wie werden die Wasserstoffventile mechanisch integriert, sind Ventilblöcke lieferbar?
Üblicherweise werden die Wasserstoffventile von Magnet-Schultz in einen kundenseitigen Ventilblock verbaut. Die Montage erfolgt über einen Flansch, alternativ über ein Zentralgewinde.
Für Ventile sind für Versuchs- und Testzwecke Standardventilblöcke für Flanschvarianten lieferbar. Diese können bei entsprechenden Bedarfen auch an besondere Anforderungen der Anwendung angepasst werden.
Welche Nennweite ist für meine Anwendung notwendig?
Die Nennweite der Geräte ist abhängig vom maximalen Eingangsdruck, dem notwendigen Durchfluss und dem dabei entstehenden Druckunterschied oder Druckdelta. Die Grundauslegung erfolgt meist mittels des kv-Werts, welcher in der Fluidtechnik üblich ist. Wir können Ihnen hierfür gerne ein Berechnungsprogramm zur Verfügung stellen um eine erste Abschätzung vorzunehmen.
Neben dem notwendigen Durchfluss können auch sicherheitstechnische Betrachtungen die Wahl der Nennweite beeinflussen.
Stellen Ventile eine besondere Anforderung an die Reinheitsklasse des Mediums?
Üblicherweise sind leichte Verunreinigungen des Mediums unkritisch. Partikel und Fasern, die zum Beispiel bei der Herstellung und Montage der Ventilblöcke entstehen können, werden vom Eingangsfilter bei den meisten unserer Ventile abgefangen. Diese Eingangsfilter dienen nicht zur Filtrierung des Betriebsmediums sondern zum Selbstschutz der Ventile.
Hinweise zur technischen Sauberkeit, der zul. Partikelgröße und der zul. Restverschmutzung finden sich auf der jeweiligen Maßzeichnung des Ventils, die wir im Rahmen eines Angebotes oder im Auftragsfall gerne zusenden.
Sind Bauraummodelle, Schnittstellenbeschreibungen und Vorgaben zur Einbaulage vorhanden?
Ja, nach erster Auslegung der Anforderung an die Ventile, stellen wir Ihnen gerne Bauraummodelle und eine entsprechende Schnittstellenbeschreibung mit Empfehlungen bezüglich der Einbaulage zur Verfügung.
Mein Prüfdienstleister (TÜV; DEKRA;….) braucht eine Herstellererklärung, stellt MSM diese aus?
Ja, zu jeder Lieferung erhalten Sie von MSM eine Herstellererklärung mit dem Hinweis auf durchgeführte Prüfungen und mitgeltende Dokumente.
Gibt es Einschränkungen bei der ESD und EMV?
Unsere Ventile beinhalten eine passive Spule, keine Elektronik und verfügen über einen geschlossenen Eisenkreis. Bei der Ansteuerung ist eine geeignete Schutzbeschaltung bezüglich der bei Spulen auftretenden Abschaltüberspannung vorzusehen.
Sind Ventile mit integrierter Heizung verfügbar?
Grundsätzlich sind in den Ventilen keine zusätzlichen Heizelemente integriert. Speziell beim Drainventil ist eine Version verfügbar, deren Ventilteil für die Integration eines kundenseitigen PTC-Heizelementes ausgelegt ist.
MAGNET-SCHULTZ GmbH & Co. KG
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