Horizon Fitness T-2.5KW Manual

Fuel cell ups solutions

Advertisement

Quick Links

T-2
2.5K
KW
FUE
EL CEL
L UPS S
SOLUTI
ONS
Upda
ated Dec 2
26, 2016
T-2.5KW_U U M_V1.5

Advertisement

Table of Contents
loading

Summary of Contents for Horizon Fitness T-2.5KW

  • Page 1 2.5K EL CEL L UPS S SOLUTI Upda ated Dec 2 26, 2016 T-2.5KW_U U M_V1.5...
  • Page 2 Page 1 Discla aimer This man ual incorpo rates safety y guidelines  and recom mendations s. However, , it is not int tended to  cover all s situations. I It is the resp ponsibility o of the custo mer to mee et all local sa afety requir rements  and to en nsure safety y during ope eration, mai ntenance a nd storage  of the fuel c cell system.      Although  all efforts h have been m made to ens sure the acc curacy and c completene ess of the inf formation ...
  • Page 3: Table Of Contents

    About This Manual ........................8     PEM Technology ......................... 8     The Horizon Solution ........................9 3.  The T-2.5KW System ......................10      T-2.5KW Models ........................11     Chassis Features ......................... 12 4.  Operation ..........................29 ...
  • Page 4: Important Safety Information

    Page 3 1. Important Safety Information Please  read  all  instructions  carefully  prior  to  product  use  and  keep  this  manual  for  future  reference.     The safety guidelines included here may not cover every situation. Use common sense.    Although  the  T‐series  systems  are  designed  with  simple,  easy‐to‐use  interfaces,  prudent  safety  measures should be followed.    1.1 General information For this unit to generate electrical power, a supply of hydrogen fuel is necessary. It is important for ...
  • Page 5: Handling Compressed Gas Cylinders

    Page 4 1.3 Handling Compressed Gas Cylinders WARNING  Do not handle compressed hydrogen gas cylinders without training or experience.   Use a pressure regulator to control the fuel inlet pressure to the system.   Do not alter the fitting on a regulator. Ask experienced personnel for help.   Do not attempt to force gas cylinder threads.   Never  transport  a  gas  cylinder  with  regulators  attached.  Ensure  cylinder  caps  are  in  place.  Always use a cylinder cart with a safety strap or chain.   Secure a high‐pressure cylinder to a bench, post, or fixed object to avoid accidental contact.   Avoid unnecessary contact with On/Off valves. They can easily move to “On” by accident.  1.4 Hydrogen Leakage Hydrogen is colourless, odourless and tasteless. Hydrogen is non‐toxic but can act as a simple  asphyxiant  by  displacing  the  oxygen  in  the  air.  There  are  no  warning  symptoms  before  unconsciousness results. ...
  • Page 6: Flammability And Volatility

    Page 5 1.5 Flammability and volatility Hydrogen  is  flammable  over  concentrations  of  4  –  75%  by  volume  in  air,  and  is  explosive  over  concentrations of 15 – 59%. As a result, even small leaks of hydrogen have the potential to burn or  explode.  Leaked  hydrogen  can  concentrate  in  an  enclosed  environment,  thereby  increasing  the  risk of combustion and explosion.    Hydrogen flames are pale blue and are almost invisible in daylight due to the absence of soot. Due  to its high buoyancy and diffusivity, burning hydrogen rises unlike gasoline, which spreads laterally.   ...
  • Page 7: Electrical Safety

    Page 6 1.7 Electrical Safety WARNING  Avoid contact with an exposed fuel cell stack. Electrical shock can cause personal injury or death.    • Do not touch fuel cell plates or any electrical components at any time. A running fuel cell stack is  a potential electrical hazard that can cause burns or electrical shock.  • Do not wear metallic jewelry rings, bracelets, watchbands, or necklaces – when you are close to  an exposed fuel cell stack.  • Minimise static discharge. If possible, ground all equipment.  • Minimise conductivity. Avoid contact with surfaces that are in contact with water or gases. Do  not operate or store in wet or damp conditions.  • Never use damaged extension cords.    WARNING  Do  not  touch  fuel  cells,  cell  voltage  monitoring  equipment  or  electrical  components.  Electronic  components  can  also  be  damaged  as  the  result  of  static  discharge.  To  minimise  this,  ground  all  equipment in contact with the stack. Never use damaged extension cords. Minimise conductivity ...
  • Page 8: Terminology

    Page 7 1.9 Terminology PEM fuel cell: A PEM (Proton Exchange Membrane) fuel cell is a device that converts hydrogen and oxygen into  water and electricity.    Reactants: Reactant is a material used to start a chemical reaction. In the fuel cell the reactants are air and  hydrogen by which the electricity will be generated.    Humidification: Humidity, the fuel cells need for running.    Blower: Supply air to the fuel cells and meanwhile decrease the temperature in the stack.    Mass flow per minute: The  total  amount  of  the  hydrogen  flow  through  the  fuel  cell  every  minute,  which  the  hydrogen  supply can be calculated. ...
  • Page 9: Introduction

    Page 8 2. Introduction Thank you for choosing Horizon’s T‐2.5KW system as your power generating solution. Based on  Horizon’s expertise in modular, redundant fuel cell systems, the T‐2.5KW system is the next step in  simplicity, scalability, modularity and reliability, providing clean, quiet, and reliable power for  backup power applications.  2.1 About This Manual This manual is intended to provide customers with all the information needed to select, install,  operate, maintain, and troubleshoot the T‐2.5KW system.  2.2 PEM Technology While there are a number of fuel cell technologies available, the most common and practical  technology for standby power is the proton exchange membrane, or PEM, fuel cell.    The only inputs to the fuel cell are industrial Grade 3.5 hydrogen (99.995% H2 concentration) and  oxygen (air), with the only byproducts being pure water/vapor and heat. As a result, fuel cells are  considered a green technology, making them an attractive solution for installations with emissions  restrictions.    One of the other attributes of a fuel cell that makes it attractive for deployment in many  applications is that a fuel cell produces DC power. This makes a fuel cell akin to a standby rectifier  source, as the power provided from the fuel cell can be directly connected to the site’s DC power  bus. In an outage situation, the fuel cell turns on automatically, providing DC power, which was  formerly provided by the rectifiers. DC output also makes the fuel cell ideally suited for hybrid  applications with solar (photovoltaic), wind and battery systems.    The fuel cell is akin to a generator, in that the fuel cell is sized for the power requirement, and can  run indefinitely provided it has a source of fuel. This means fuel cells, when coupled with an  appropriately sized fuel storage solution, can function effectively for long reserve times as a  standby power source in customer applications.    The T‐series system is designed to be a backup power solution for DC power applications within  the transportation, security, wire line and wireless telecommunications, utility, and government  sectors.   ...
  • Page 10: The Horizon Solution

    Page 9   Figure 2-1. T T-series backup up power syste 2.3 The e Horizon n Solution Horizon’s s T‐series sy stem provid des a single, , fully integr rated system m that fits w within a stan ndard  equipmen nt rack. The e chassis inc cludes a refo ormer syste m, a fuel ce ell module, a an integrate ed control  and powe er electroni cs for a com mplete syste em in a singl le chassis.
  • Page 11: The T-2.5Kw System

    Page 10 3. The T-2.5KW System This  section  describes  the  operating  principles  of  the  T‐2.5KW  system.  The  T‐2.5KW  system  functions  as  a  fueled  DC  power  source.  The  unit  can  be  started  and  stopped  manually  or  automatically. Because its electrical output is DC, the T‐2.5KW system can be installed directly in  parallel with other DC equipment. The rated output voltage is 48V.    For  proper operation,  the  T‐2.5KW  requires  airflow.  A  source  of  clean air  must  be  supplied.  The ...
  • Page 12: T-2.5Kw Models

    Page 11 3.1 T-2 2.5KW Mo odels  The i ntroduction n of the fron nt panel of T T‐2.5KW sys stem, please e see figure e3‐1.    Figu ure 3-1. The fr ront panel intro oduction of T- -2.5KW    The i ntroduction n of the rea r panel of T ‐2.5KW syst tem, please e see figure3 3‐2.      ...
  • Page 13: Chassis Features

    Page 12 Table 3‐1 1 shows the  specificatio on of T‐2.5K W system. F For detailed d specificati ons, please  see  Appendix x A.  Table 3-1 EC COBOX-MR R Specificatio Model Rated P Power Outp put Voltage Detail Inform mation 2.5KW 2500 Appendix In  a  chas ssis‐only  con nfiguration,   the  T‐2.5K KW ...
  • Page 14 Page 13  Syste em will shut t down or en nter into er ror mode w when error h happens.  1) R Recoverable e: press ENT TER button f for 3 second ds to restart t the system m.(Refer to T Table 3‐2) Table 3 3-2 Recovera able error splay escription alysis Hydroge en pressure  1. Hy ydrogen sup pply pressur re low. 2. Le eakage occu urred on hyd drogen...
  • Page 15 Page 14 1. Fo or current pr recision pro otection. egards to the fuel cell tech hnology Set curre ent fail  ntact: pport@horiz zonfuelcell.co egards to 1. Fo or system pr rotection. e fuel cell tec chnology con ntact: EEPROM M memory fa ail  pport@horiz zonfuelcell.co 3.2.1.2 LE ED Indicato Green:  ...
  • Page 16 Page 15 3.2.2 LC CD display informatio  Syste em operatio on status dis splay   Syste em error dis splay   Stack k and batter ry paramete er display  3.2.2.1 Se et Output Vo oltage Press  the e  ON/OFF  s switch  to  st tart  the  sys stem,  then  the ...
  • Page 17 Page 16 3.2.2.2 Se et System Mo Mode and Con ndition After  sta rting,  custo omer  can  se et  the  syste em  mode  d during  oper ation.  T‐2.5 5KW  system m  has  three e  modes, w which is Prim mary Mode , Manual M Mode and Lo ow Volt Mo ode. Use dir rection keys s to choose...
  • Page 18 Page 17 When the system starts in manual mode, the system will never return to Standby. The front panel  ON/OFF switch allows the user to manually turn the system on to generate power. And the only  method to stop the unit is by pressing the switch again.   When choose Primary Mode or Manual Mode, press enter to the next interface, then press enter  again to start the system or press up key to reset the system mode.   3) Low Volt Mode  When the system starts in low volt mode, the unit will attempt to achieve an output voltage which  is the value set in the Float Volt field. Once the system has achieved and held float voltage for a  period of time (set in the Float Timer field), the unit will return to Standby. This mode functions as  a battery charge mode, charging up an external battery to the float voltage, and then returning to  Standby. When the  batteries discharge  to the low voltage threshold, the system will start  again.  This charge/discharge method is useful for very small loads, where the battery is properly sized to  support  the  small  load,  and  is  recharged  by  the  fuel  cell.  The  fuel  cell  system  will  operate  “thermostatically”,  turning  on  at  the  low  voltage  threshold,  and  turning  off  after  holding  the  output at the float volt setting until the float timer expires. When primary power is restored to the ...
  • Page 19 Page 18 Fuel cell  need regula ar operation n to keep m membrane h hydrated to  maintain th he perform ance. If the e  backup p power syste m is not fre equently us sed, it will b be needed t to operate t the stack fo or about 30 0  minutes a a month.    During th he normal st tandby mod de, the syste em will star rt to operate e, when sta ndby time r reaches the e  value wh ich is set as s “Condition n Cycle”. An nd system w will back to ...
  • Page 20 Page 19 3.2.2.4 Op Operation Inf formation Table 3-4 4 Operation i information System Displ Note Solutions phase System sta arting proce Spend 40 s seconds artup Startup ok k, system going to n ormal operation Operation System op peration time System mo ode setting interface, p...
  • Page 21 Page 20 if you h have question ns or To display y GRID need h elp with rega ards Power ON N/OFF alarm to the f fuel cell and message. I It will not techno logy contact shut down n the system suppor rt@horizonfu uelcell...
  • Page 22 Page 21 3.2.3.2 Ventilation System The ventilation system should be inspected annually and maintained free of obstruction for proper  venting.    An indoor rack installation should include room ventilation with sufficient filtered make‐up air to  provide adequate airflow to the unit. And the air exhaust area should be always keeping fluent.    Either in an indoor rack installation, or a closed cabinet (indoor or outdoor), the air exhaust must  be  ducted  outside  to  prevent  the  accumulation  of  humid  air,  which  can  condense  on  cooler  surfaces.  3.2.4 FC+/- The positive and negative outputs are provided on the back panel connector. The T‐2.5KW stack is  connected to the T‐2.5KW controller at the fence type connector on the rear panel.    WARNING   DC terminals should always be considered electrified when connected to a DC bus.   Observe proper polarity when connecting the power leads.  3.2.5 Output+/- The ECOBOX‐MR system is connected to the user’s DC power bus at the fence type connector on ...
  • Page 23 Page 22 3.2.7 RS S 232 RS232 Da atabase outp put port   First, , we need to o connect th hese ports a and do the s setup.    Conn nect the Ua rt1 port on  the hardw ware to the  relevant PC C serial port ts. Use the  RS232 data a  line  to  connect t  the  Uart1 1  with  the  RS232  con nnector  on  the ...
  • Page 24 Page 23  Selec ct  COM  por rt  when  con nnect  them .  In  some  P PCs,  there  m might  be  2  ports.  Such h  as  COM1, ,  M2…  Please  make  sure e  the  port  connecting  to  the  pla atform  is  se elected ...
  • Page 25 Page 24  Then n press Conf firm to start t showing th he system in nformation.    COM M  port  Setup p.  Setting  u up  ASCII:  Fil le  –  Proper rties  –  Setti ngs,  check  the  box  “A Append  line e  feeds s to incomin ng line ends s” as shown  in Figure 3‐ ‐11 and 3‐1 2. ...
  • Page 26 Page 25  On th he Menu ba ar, Click Tran nsfer ‐> Cap pture Text, a and select a  save path t t o save it. C Click Start to o  start  recording t the data.    Figure 3- -13, Data savi ing interface Figu ure 3-14, Save e Data     Copyright t Horizon Fue el Cell Techno ologies – T‐2. .5KW_UM_V1 Page 25...
  • Page 27 Page 26  Figur re 3‐15 plea se find the  data instruc ctions.  Figure 3-15, Data in structions Table 3-5 RS232 Data a Instructions No.  Instruc ctions  Comment t  1  Stack vo oltage    2  Stack cu urrent    3  Stack tem perature    4  Ambient tem mperature   5 ...
  • Page 28 Page 27 3.2.8 Inp put signal A user inp put signal co onnector is  provided o n the rear p panel of con ntroller. The e connector r has clamp‐ ‐ type term minals that a are engaged d with a scre ewdriver.  The  inpu t  signal  con nnector  pla aces  an  ent ry  in  the  co ontroller  w when  the  tw wo ...
  • Page 29 Page 28 2. U Unrecovera ble:     H2 leak age    Stack cu urrent too h high    Stack te emperature  too high    Output  short circui it    Set volt tage fail    Set curr rent fail    EPPROM M memory f fail     Syste em Operati on Status: ...
  • Page 30: Operation

    Page 29 4. Operation WARNING  To avoid property damage, personal injury or loss of life, DO NOT attempt to operate the T‐2.5KW  system until all directions have been read and understood.    When running, the unit will operate similar to a power‐limited voltage source. The unit will supply  power, attempting to achieve the output voltage. If the power limit of the unit is reached before  the output voltage is achieved, the system will sustain its maximum power output. This maximum  power output may be less than the unit’s rating due to temperature, altitude, reduced airflow (due  to restrictions of intake or exhaust flow), reduced fuel flow (due to regulator pressure or hydrogen  bleed obstruction), or fuel cell aging.    From  start‐up,  a  properly  maintained  T‐2.5KW  system  will  achieve  60%  power  in  approximately  one  minute,  and  peak  power  in  approximately  10  minutes  at  20°C  and  sea  level.  This  warm‐up  period is required for the fuel cell to heat itself sufficiently to evaporate the water created during ...
  • Page 31: Hydrogen Connection

    Page 30 4.1 Hyd drogen Co onnection Follow th he figure 4‐1 1 to connec ct the hydro ogen input t tube and th he hydrogen n output tub be with the e  T‐2.5KW  system. Ho orizon sugge ests to keep ping the hyd drogen inpu ut high pres ssure aroun d 1.2Bar to o  2Bar. And d use the p ressure reg ulator to ad djust the hy ydrogen inp ut low pres ssure betwe een 0.55Bar r  and 0.75B Bar.     Figure 4 4-1.
  • Page 32: Wire Connection

    Page 31 4.2 Wir re Connec ction A fuel ce ll system w ith multiple e chassis ca n be config ured as a si ingle bus sy ystem, or as s a multiple e  bus  syste em.  Figure  4 4‐4  illustrat tes  the  deta ailed  wiring g  connection ns  for  an  in ndoor  T‐2.5 KW  system m  installatio on. ...
  • Page 33: Grounding

    Page 32 4.3 Grounding Using acceptable practices, as specified by NFPA 70 and National Electrical Code 250.166, connect  a chassis ground wire to the chassis ground terminal provided on the T‐2.5KW system front and  rear panel The ground wire size shall be a minimum of 10 AWG.   5. Applications Engineering This  section  provides  information  to  assist  with  the  selection  of  the  best‐suited  T‐2.5KW  system  configuration  for  the  desired  application.  It  also  outlines  site  considerations  for  optimal  fuel  cell  performance.   5.1 Storage Requirements The T‐2.5KW system requires placement into service and periodic operation or exercise in order to ...
  • Page 34: Appendix A: T-2.5Kw Specifications

    Page 33 Appendix A: T-2.5KW Specifications T‐2.5KW Technical Specifications  SPECIFICATION   VALUE  Power Rating   0 to 2,500 W @ 20°C and 101.3 kPa  Current Rating  0 to 47A @54V  Voltage Adjustable   43.2 to 57.6 V DC  Voltage ripple   ±1V  Controller Dimension(WxDxH)   430mm x 550mm x 88mm  Stack Dimension(WxDxH)  430mm x 550mm x 356mm  Controller Weight   13.5 kg   Stack Weight  40.3 kg   ﹣10⁰C to +45⁰C Standard (additional heating needed when  Ambient temperature  temperature less than 0⁰C, during operation)  Recommended cold start temp  More than 5⁰C  Relative Humidity   0‐95% Non‐Condensing  Communications   RS232  Reactants   Hydrogen and Air  Cooling   Air (integrated cooling fan)  H2 inlet pressure ...
  • Page 35: Appendix B: System Error And Alarm Information

    Page 34 Appendix B: System error and alarm information Appendix B-1: Last ALM: XXXX First no. no alarm Second no. no alarm no alarm Third no. FC temperature high 1:GRID Power OFF 1:door open 0:GRID Power ON 0:door close Forth no. Appendix B-2: Last ERR: XX Error information Description...
  • Page 36: Appendix C: Circuit Diagram Of Signal Output Connector

    Page 35 Appen ndix C: Circuit t Diagra am of S ignal O O utput C C onnect Copyright t Horizon Fue el Cell Techno ologies – T‐2. .5KW_UM_V1 Page 35...
  • Page 37: Appendix D: Circuit Diagram Of Signal Input Connector

    Page 36 Appen ndix D: Circuit t Diagra am of S Signal In n put Co o nnecto Copyright t Horizon Fue el Cell Techno ologies – T‐2. .5KW_UM_V1 Page 36...
  • Page 38: Appendix E: T-2.5Kw Drawing

    Page 37 Appe endix E: : T-2.5K KW Dra awing: Copyright t Horizon Fue el Cell Techno ologies – T‐2. .5KW_UM_V1 Page 37...
  • Page 39 Page 38 Copyright t Horizon Fue e l Cell Techno o logies – T‐2. . 5KW_UM_V1 1 .5 Page 38...

Table of Contents