excodex

Kitap Bölüm 4

Editör yazısıEXC-ED-033

Akü odaları ve şarj alanları: hidrojen havalandırması ve tehlikeli bölgeler

excodex editör ekibiHidrojen ve bataryalar

Özet

Kurşun asit ve NiCd akülerin şarjı suyu hidrojen ve oksijene ayrıştırır. IEC/EN 62485-2 havalandırma formülünün işleyişi, çözümlü bir örnek, hücre tıpaları çevresindeki emniyet mesafesi, bölgenin ne zaman gerektiği ve lityum iyon odaların neden farklı olduğu.

Kurşun asit veya nikel kadmiyum aküler şarj edilirken şarj akımının bir kısmı elektrolitteki suyu elektrolize eder ve hidrojen ile oksijen açığa çıkarır; bunun büyük kısmı şarjın sonuna doğru ve hızlı şarj (boost) veya dengeleme şarjı sırasında oluşur. Akü odaları ve şarj alanları için emniyet kuralı, bu hidrojeni %4 hacimlik alt patlama sınırının (APS, İng. LEL) çok altında kalacak şekilde seyreltmektir: IEC/EN 62485-2, gerekli hava debisi için basit bir formül ve hücre tıpaları çevresinde, içinde hiçbir tutuşturma kaynağına izin verilmeyen bir emniyet mesafesi verir. Bu havalandırma sağlandığında akü odası normalde tehlikeli bölge olarak sınıflandırılmaz. Lityum iyon aküler normal şarj sırasında gaz çıkarmaz, dolayısıyla tehlikeleri farklıdır: termal kaçaktaki bir hücreden çıkan gaz.

Bu yazı hidrojenin nereden geldiğini, havalandırma formülünün nasıl kurulduğunu ve kullanıldığını, doğal ve cebri havalandırmanın nasıl boyutlandırılacağını, bölgelerin ne zaman gerektiğini ve lityum iyonda nelerin değiştiğini açıklar.

Temel noktalar

  • Bir amper saatlik aşırı şarj akımı yaklaşık 0,42 L hidrojen (0 °C ve 1 atm'de; 25 °C'de yaklaşık 0,45 L) ve bunun yarısı hacimde oksijen açığa çıkarır.
  • IEC 62485-2 (Avrupa'da EN 50272-2:2001'in yerini alan EN IEC 62485-2:2018 olarak kabul edilmiştir), sabit akü havalandırmasını m³/h cinsinden Q = 0,05 x n x Igas x Crt x 10⁻³ ile boyutlandırır; burada n hücre sayısı, Igas Ah başına mA cinsinden gaz oluşturan akım ve Crt Ah cinsinden anma kapasitesidir.
  • 0,05 sabiti, 24 seyreltme faktörünü (%100 gazdan %4 hidrojende kalmak için), Ah başına 0,42 L hidrojeni ve 5 genel emniyet faktörünü birleştirir.
  • Doğal havalandırmada giriş ve çıkış açıklıklarının her biri, 0,1 m/s hava hızına karşılık gelen, cm² cinsinden en az A = 28 x Q serbest alana sahip olmalıdır.
  • Tıpa açıklıklarının yakınında seyrelme güvence altında değildir. Bu nedenle standart, Igas x Crt'nin küp köküyle büyüyen ve içinde kıvılcım, ark, kor halindeki parça ve sıcak yüzeye izin verilmeyen bir emniyet mesafesi d tanımlar.
  • Standarda göre havalandırılan bir akü odası normalde tehlikesiz kabul edilir; cebri havalandırma şarjla kilitlenmeli veya alarma bağlanmalıdır. ABD model yangın ve mekanik tesisat kodları da benzer bir yaklaşım izler ve akü odalarındaki hidrojeni oda hacminin %1'i (APS'nin %25'i) ile sınırlar.
  • Lityum iyon aküler normal şarjda hidrojen üretmez. Gaz tehlikeleri termal kaçaktan kaynaklanır; bu da 62485-2 formülüyle değil, algılama, patlamayı önleyici havalandırma ve basınç tahliyesiyle yönetilir.

Hidrojen nereden gelir

Bir kurşun asit hücre, plakaları üzerindeki kurşun sülfatı dönüştürerek enerji depolar. Hücre tam şarja yaklaştıkça plakalar akımın tamamını artık soğuramaz ve fazlası suyu elektrolize eder: negatif plakada hidrojen, pozitif plakada oksijen oluşur. Gaz oluşumu hücre gerilimiyle birlikte hızla artar; bu nedenle daha yüksek hücre geriliminde yapılan hızlı şarj ve dengeleme şarjları, tampon şarja (float) göre çok daha fazla gaz üretir. Yüksek sıcaklık da tampon şarj akımını ve dolayısıyla gazı artırır.

Miktar Faraday yasasından çıkar: elektroliz tepkimesinden geçen 1 Ah akım 0,0187 mol hidrojen verir; bu da 0 °C'de 0,42 L, 25 °C'de 0,45 L'dir. Seri bir dizideki her hücreden aynı akım geçer, dolayısıyla n hücreli bir akü bu hacmin n katını açığa çıkarır.

Akü tipleri farklı davranır:

Akü tipiŞarj sırasında gaz davranışı
Açık tip (sıvı elektrolitli) kurşun asitüretilen gazın tamamını dışarı verir; su eklenmesi gerekir
Valf regüleli kurşun asit (VRLA)oksijenin çoğu hücre içinde yeniden birleşir; dışarı verilen gaz çok daha azdır ama sıfır değildir ve aşırı şarjda veya yüksek sıcaklıkta keskin biçimde artar
Açık tip nikel kadmiyumaçık tip kurşun asit gibi gaz verir, hızlı şarj akımları daha yüksektir
Lityum iyonnormal işletmede su elektrolizi olmaz; gaz yalnızca kötü kullanımda veya termal kaçakta oluşur

Tasarımın esas alması gereken gaz hidrojendir: patlama aralığı hacimce %4 ile %77, minimum tutuşma enerjisi çok düşüktür (yaklaşık 0,02 mJ) ve IIC gaz grubundadır. Yoğunluğu havanın yalnızca yaklaşık %7'si kadardır, bu yüzden hızla yükselir ve tavanların altında ve çatı ceplerinde toplanır. Bkz. hidrojen güvenliğinin temelleri.

IEC 62485-2'deki havalandırma formülü

IEC 62485-2, 1500 V DC'ye kadar sabit aküleri (UPS, telekom, trafo merkezleri, acil aydınlatma) kapsar. Amacı hidrojen konsantrasyonunu geniş bir payla %4 hacimlik APS'nin altında tutmaktır. Gerekli hava debisi altı terimin çarpımıdır; özetle:

Q = v x q x s x n x Igas x Crt x 10⁻³ (m³/h)

SembolAnlamıDeğer
vseyreltme faktörü: (%100 - %4) / %424
qAh başına üretilen hidrojen0,42 x 10⁻³ m³/Ah
sgenel emniyet faktörü5
nhücre sayısıaküden
IgasAh anma kapasitesi başına mA cinsinden gaz oluşturan akımstandardın tablolarından veya üreticiden
Crtanma kapasitesi (kurşun asit C10, NiCd C5)Ah

v x q x s = 24 x 0,42 x 10⁻³ x 5 = 0,0504 olduğundan formül genellikle Q = 0,05 x n x Igas x Crt x 10⁻³ olarak yazılır. 0,42 L değeri 0 °C'ye göredir; bazı ulusal hesap formları (örneğin İsviçre'ninki) bunun yerine 25 °C'de Ah başına 0,45 L hidrojene dayanan 0,055 değerini kullanır, bu da yaklaşık %10 daha fazla hava verir.

Formül diyagramı: 24 seyreltme faktörü, amper saat başına 0,42 litre hidrojen ve 5 emniyet faktörü terimleri amper saat başına 0,05 metreküp sabitinde birleşir; bu sabit hücre sayısı, amper saat başına miliamper cinsinden gaz oluşturan akım ve anma kapasitesiyle çarpılarak saatte metreküp cinsinden Q hava debisini verir; altta Igas, akü tipine ve şarj moduna bağlı olarak IEC 62485-2'den alınan bir tablo değeri olarak gösterilmiştir
IEC 62485-2 havalandırma formülünün yapısı. 0,05 sabiti seyreltme faktörünü, amper saat başına hidrojen hacmini ve genel bir emniyet faktörünü birleştirir; Igas, standardın akü tipi ve şarj moduna göre verdiği tablodan alınır.

Gaz oluşturan akım Igas

Igas şarj cihazının akımı değildir. Şarj akımının gaz üreten kısmıdır ve kapasitenin Ah'ı başına ifade edilir. IEC 62485-2, IU veya U şarj profilleriyle şarj için Igas değerlerini akü tipine ve akünün tampon şarjda mı yoksa hızlı şarjda mı olduğuna bağlı olarak bir tabloda verir; tipik şarj gerilimleri bilgilendirici bir ekte yer alır. VRLA hücreler, oksijenin çoğu hücre içinde yeniden birleştiği için açık tip hücrelerden daha az gaz verir, ancak hiç gaz vermez değildir.

Not: Değerleri akü tipine ve şarj moduna göre IEC 62485-2 (EN IEC 62485-2) tablolarından veya akü üreticisinden alın. İkincil kaynaklardan kopyalanan değerler her zaman doğru aktarılmamıştır; tasarımda kullanmadan önce standardın güncel metniyle karşılaştırın.

Şarj cihazı ara sıra da olsa hızlı şarj veya dengeleme şarjı yapabiliyorsa hızlı şarj değerini, akü veya şarj rejimi farklıysa (örneğin antimonca zengin plakalar, yüksek sıcaklık veya gerilim sınırlaması olmayan şarj cihazları) üreticinin verilerini kullanın. Bazı kılavuz dokümanlar, katalitik rekombinasyon tıpaları takıldığında hava debisinin düşürülmesine izin verir; örneğin İsviçre kılavuzu yarıya indirilmesini kabul eder.

Cer aküleri ve forklift şarj alanları

Cer aküleri (forkliftler, zemin temizleme makineleri, çekiciler) için şarj alanları IEC 62485-3 kapsamındadır. Prensip aynıdır, ancak gaz oluşturan akım doğrudan şarj cihazı karakteristiğinden amper cinsinden alınır. Bölüm 3'e ilişkin sektör kılavuzu formülü Igas amper cinsinden olmak üzere Q = 0,055 x n x Igas şeklinde yazar ve gerçek değer bilinmiyorsa şarj cihazının azami anma akımının en az %40'ının kullanılmasını önerir. Forklift şarj cihazları çoğu zaman gece boyunca gözetimsiz ve yüksek akımla çalışır; bu nedenle çok sayıda aracın bulunduğu bir şarj alanı saatte birkaç yüz metreküp hava gerektirebilir.

Doğal ve cebri havalandırma

Doğal havalandırma, Q debisini sağlayabildiği yerde tercih edilir, çünkü enerji gerektirmez ve yanlışlıkla kapatılamaz. Standart, açıklıkları içlerinden geçen 0,1 m/s'lik varsayılan bir hava hızına göre boyutlandırır:

A = 28 x Q (A cm², Q m³/h cinsinden), giriş ve çıkış için ayrı ayrı.

Standarttaki ve ulusal kılavuzlardaki iyi uygulamalar:

  • Giriş alçakta (döşemeye yakın), çıkış olabildiğince yüksekte olmalı; havanın aküleri süpürmesi için ideal olarak karşılıklı duvarlarda bulunmalıdır. İkisi aynı duvardaysa aralarında en az 2 m mesafe bırakılmalıdır.
  • Açıklıklar kapatılabilir olmamalı ve başka bir odaya değil, doğrudan dış havaya açılmalıdır.
  • Kapılar ve pencereler yalnızca şarj süresince güvenilir biçimde açık kalıyorlarsa hesaba katılır.
  • Hidrojeni çıkış kotunun üzerinde hapsedebilecek tavan ceplerinden, kirişlerden ve asma tavanlardan kaçınılmalıdır.

Cebri havalandırma, açıklıklar yeterince büyük yapılamadığında gerekir; örneğin bodrum odalarında veya büyük şarj alanlarında. Emiş fanı en az Q debisini sağlamalı, dış havaya atmalı ve hücreler gaz vermeye devam ettiği için şarj durduktan sonra bir süre daha çalışmaya devam etmelidir (İsviçre kılavuzu en az bir saat ister). Şarj havalandırmaya bağlı olmalıdır: ya şarj cihazı fanla kilitlenir (hava akışı yoksa şarj da yok) ya da arıza alarmı verilir. Fan ve motoru emiş havası yolundadır; bu nedenle bunları, seyrelme sağlanamadığında bulunabilecek hidrojene uygun olarak seçmek iyi bir uygulamadır.

Bir akü odasının animasyonlu kesiti: döşemede bir hücre rafı, tıpalardan yükselen küçük hidrojen kabarcıkları, sol duvardaki alçak bir girişten giren ve sağ duvardaki yüksek bir çıkıştan çıkan temiz hava. Bir tıpa çevresindeki d yarıçaplı kesikli yarım küre emniyet mesafesini gösterir; şarj cihazı bunun dışına monte edilmiştir
Akü odası havalandırması (şematik). Hava alçaktan girer, hücrelerin üzerinden geçer ve yüksekten çıkar; hidrojen tıpalardan yükselir. Her tıpa çevresindeki d emniyet mesafesi içinde kıvılcım, ark, kor halindeki parça ve sıcak yüzeye izin verilmez.

Hücre tıpaları çevresindeki emniyet mesafesi

Oda formülü, hidrojenin hava debisinin tamamına karıştığını varsayar. Tıpa açıklığının hemen yanında konsantrasyon daha yüksektir; bu nedenle standart, hücrelerin tıpa açıklıkları (veya merkezi bir gaz tahliye sisteminin çıkışı) ile herhangi bir tutuşturma kaynağı arasına bir emniyet mesafesi d ekler. Bu mesafe tek bir hücrenin gaz salımından hesaplanır ve Igas x Crt'nin küp köküyle büyür:

d = 28,8 x ∛Igas x ∛Crt (d mm, Igas mA/Ah, Crt Ah cinsinden)

Tipik değerler birkaç yüz milimetredir; İsviçre kılavuzu basit bir kural olarak tutuşturma kaynaklarını aküden yaklaşık 1 m uzakta tutar. Bu mesafe içinde kıvılcım veya ark oluşturabilecek cihaz (anahtarlar, sigortalar, röleler, kontaktörler, şarj cihazları, Ex olmayan aydınlatma), kor halindeki parça ve sıcak yüzey bulunmamalıdır; cer aküleri kılavuzu azami 300 °C yüzey sıcaklığı ve tıpalardan sabit en az 0,5 m mesafe öngörür. Mesafe, hücreler ile tutuşturma kaynağı arasına bir bölme konarak veya her hücre sızdırmaz bir gaz tahliye borusuyla güvenli bir çıkışa bağlanarak kısaltılabilir; bu durumda mesafe borunun ucunda uygulanır.

Mesafe, şarj cihazının, akü kesicisinin ve hücrelerin aynı muhafazayı paylaştığı akü dolaplarında, UPS muhafazalarında ve raflarda önemlidir. İnsanlar için de önemlidir: akü patlamalarının çoğu oda patlaması değil, bir hücrenin içinde veya hemen üzerinde meydana gelen küçük tutuşmalardır; bunlar çoğu zaman akım akarken kabloların bağlanması veya sökülmesi sırasında oluşan kıvılcımlardan kaynaklanır.

Çözümlü örnek: 110 V DC trafo merkezi aküsü

Bir trafo merkezinde 55 hücreli, 400 Ah (C10) anma kapasiteli açık tip kurşun asit akü bulunmaktadır. Şarj cihazı tampon şarj yapar ve bir deşarjdan sonra hızlı şarj yapabilir; dolayısıyla tasarım durumu, IEC 62485-2 tablosundan alınan açık tip kurşun asit hücreler için hızlı şarj Igas değeridir.

  1. Hava debisi: Q = 0,05 x 55 x Igas x 400 x 10⁻³ = 1,1 x Igas m³/h (Igas mA/Ah cinsinden). Bu akü için her 1 mA/Ah gaz oluşturan akım 1,1 m³/h hava gerektirir; dolayısıyla tasarımı tampon şarj değeri değil, hızlı şarj değeri belirler.
  2. Doğal havalandırma açıklıkları: Giriş için A = 28 x Q = 30,8 x Igas cm², çıkış için de aynı değer. Bu, duvar açıklığının boyutu değil, panjur kanatları ve tel örgü düşüldükten sonraki serbest alandır.
  3. Emniyet mesafesi: d = 28,8 x ∛Igas x ∛400 = 28,8 x 7,37 x ∛Igas, yani yaklaşık 212 x ∛Igas mm. Küp kök nedeniyle Igas'taki dört katlık bir artış d'yi yalnızca yaklaşık %60 artırır.
  4. Odayla karşılaştırma: 30 m³'lük bir odada her mA/Ah Igas, saatte 0,04'ten az hava değişimine karşılık gelir. Odanın tamamına dağıldığında hidrojen debisi küçüktür; risk ortalama konsantrasyon değil, tıpaların yakınında ve tavanın altında yerel birikimdir.

Aynı akü VRLA olsaydı, valf regüleli hücrelerin daha düşük Igas değeri Q'yu orantılı olarak, d'yi ise küp kökle azaltırdı; ancak havalandırma ve emniyet mesafesi gereksinimini ortadan kaldırmazdı.

Not: Gerçek tesisin hücre sayısını, kapasitesini ve şarj rejimini, IEC 62485-2 (EN IEC 62485-2) Igas değerlerini ve akü veya şarj cihazı standardın tablosunun dayandığı koşullardan farklıysa üreticinin gaz oluşum verilerini kullanın.

Tehlikeli bölge ne zaman gerekir?

Akü standartları konuya bölge sınıflandırması olarak değil, seyreltme yoluyla patlamanın önlenmesi olarak yaklaşır. Bu da üç tipik sonuca götürür.

Oda standarda göre havalandırılmıştır. Oda patlama tehlikesi bulunmayan yer olarak kabul edilir; İsviçre kaza sigortası kılavuzu, havalandırma gereksinimini karşılayan şarj odaları için bunu doğrudan belirtir. Emniyet mesafesinin dışında odada sıradan elektrikli ekipman kullanılabilir.

d emniyet mesafesi içindeki hacim. Bu, normal şarj sırasında kısa süreler için yanıcı bir karışımın bulunabileceği küçük bir hacimdir. Standart bunu bir bölge adlandırarak değil, tutuşturma kaynaklarını dışarıda tutarak ele alır. Pek çok işletme bunu Patlamadan Korunma Dokümanında tıpaların çevresinde küçük bir tehlikeli bölge olarak kaydeder; içine ekipman yerleştirilmesi gerekiyorsa hidrojene uygun ekipman kullanılmalıdır (gaz grubu IIC; excodex kütüphanesinde hidrojenin kendiliğinden tutuşma sıcaklığı 560 °C olduğundan sıcaklık sınıfı T1 yeterlidir; diğer derlemeler yaklaşık 500 ile 585 °C arasında değerler verir, hepsi T1 sınırı olan 450 °C'nin üzerindedir).

Havalandırmaya güvenilemez. Gerekli hava debisi sağlanamıyorsa veya cebri havalandırma şarjı durdurmadan devre dışı kalabiliyorsa, seyreltme gerekçesi artık geçerli değildir. Bu durumda alan, diğer tüm salımlar gibi IEC 60079-10-1 ile değerlendirilmelidir: hücreler ikincil veya birincil salım kaynakları olur ve sonuç tipik olarak odanın hidrojenin biriktiği üst kısmında bir bölgedir. Uygulamada havalandırmayı düzeltmek ve şarj cihazını kilitlemek, akü odasının her yerine Ex ekipman koymaktan neredeyse her zaman daha iyidir.

Bazı durumlar her halükârda ek özen gerektirir: serbest hacmi küçük akü dolapları, tavan boşluklu odalar, küçük bir odada çok sayıda cer aküsünün şarj edilmesi ve bir aküyü yüksek akımda tutan şarj cihazı arızası gibi acil durumlar (VRLA akülerde termal kaçak yoğun gaz oluşumuna ve ısıya yol açabilir).

Hidrojen algılama

Algılama havalandırmanın yerini tutmaz, ancak cebri havalandırma kullanılan veya oda geometrisinin gazı hapsedebileceği yerlerde faydalıdır. ABD model yangın ve mekanik tesisat kodları (International Fire Code ve International Mechanical Code), sıvı elektrolitli kurşun asit, sıvı elektrolitli NiCd ve VRLA aküler bulunan odalarda havalandırmanın hidrojeni oda hacminin %1'i, yani APS'nin dörtte biri ile sınırlamasını ister. Hidrojen gibi havadan hafif bir gaz için dedektörler normalde tavana yakın, rafların üzerinde ve gazın toplanabileceği her cepte konumlandırılır; hiçbir standart tek bir sabit yükseklik belirlemez, doğru konum olası salıma, gazın davranışına ve hava akışına göre belirlenir (IEC 60079-29-2). Kızılötesi gaz dedektörleri hidrojeni göremez; katalitik, ısıl iletkenlik veya elektrokimyasal hidrojen sensörleri kullanılmalıdır, bkz. katalitik ve kızılötesi dedektörler.

Lityum iyon: farklı bir tehlike

Lityum iyon hücrelerde organik bir elektrolit bulunur ve elektrolize edilecek su yoktur. Normal şarjda gaz çıkarmazlar; bu nedenle 62485-2 formülü uygulanmaz ve bir Li-ion akü odası hidrojen için seyreltme havalandırmasına ihtiyaç duymaz. IEC 62485-5:2020, sabit lityum iyon akülerin güvenli işletimini kapsar.

Gaz tehlikesi yalnızca bir hücre arızalandığında ortaya çıkar. Termal kaçakta bir hücre, saniyeler ile dakikalar içinde büyük hacimde yanıcı ve zehirli gaz açığa çıkarır; bu gaz tipik olarak hidrojen, karbon monoksit, karbon dioksit, hidrokarbonlar ve elektrolit buharından oluşur. Bu normal bir salım değil, olağan dışı ve sonuçları ağır bir olaydır; bu nedenle lityum iyon batarya enerji depolama güvenliği yazısında açıklandığı gibi erken algılama, batarya yönetimi, patlamayı önleyici havalandırma ve parlama (deflagrasyon) basınç tahliyesiyle yönetilir.

KonuKurşun asit ve NiCdLityum iyon
Normal şarjda gazvar, hidrojen ve oksijen, sürekliyok
Arızada gazdaha fazla hidrojen (aşırı şarj, VRLA termal kaçağı)büyük ve ani gaz çıkışı: H2, CO, CO2, hidrokarbonlar, elektrolit buharı
Tasarım esasıIEC 62485-2 veya -3 seyreltme formülühücre test verileri (örneğin UL 9540A), algılama, Kuzey Amerika'da NFPA 855
Tipik havalandırmasürekli veya şarja bağlı, birkaç m³/h ile birkaç yüz m³/h arasıalgılamayla devreye giren, gaz çıkış hacmine göre boyutlandırılmış acil egzoz
Bölge sınıflandırmasıhavalandırılıyorsa tehlikesiz oda; tıpalarda emniyet mesafesigenellikle sınıflandırılmaz; arıza olağan dışı olay olarak ele alınır
Yangın davranışısınırlıtermal kaçak yayılabilir ve yeniden tutuşabilir

Forklift filolarını dönüştüren depolarda karma şarj alanları yaygındır. Orada kurşun asit akü şarj edildiği sürece kurşun asit havalandırmasını ve emniyet mesafelerini koruyun, yeni aküler için de Li-ion önlemlerini (ayrım, yangın algılama, termal kaçağa müdahale) ekleyin.

Sık yapılan hatalar

  • Yalnızca tampon şarj akımına göre boyutlandırmak. Şarj cihazı hızlı şarj veya dengeleme şarjı yapabiliyorsa Q'yu standardın tablosundaki, tampon şarj değerinden çok daha yüksek olan hızlı şarj Igas değerine göre boyutlandırın.
  • VRLA aküleri gazsız saymak. VRLA hücreler daha az gaz verir, hiç vermez değil; aşırı şarjda veya sıcakken yoğun gaz verebilirler. Yine de havalandırma ve emniyet mesafesi gerektirirler.
  • Şarj cihazını veya kesiciyi doğrudan hücrelerin üzerine yerleştirmek. Emniyet mesafesi içindeki anahtarlama cihazları tutuşturma kaynağıdır. Bunları d'nin dışına veya bir bölmenin arkasına monte edin.
  • Doğal havalandırma açıklıklarını yanlış yere koymak. Aynı duvarda orta yükseklikte iki açıklık veya bir tavan cebinin altında kalan çıkış, hidrojeni hapseder. Girişi alçağa, çıkışı en yüksek noktaya koyun.
  • Cebri havalandırmayı kilitlememek. Şarj devam ederken kapatılabilen bir fan tüm hesabı geçersiz kılar. Şarj cihazını kilitleyin veya hava akışı kaybını alarma bağlayın.
  • Akım akarken aküyü ayırmak. Kabloları sökmeden önce şarj cihazını kapatın; kutup başındaki kıvılcım, gazın en yoğun olduğu tıpanın hemen yanındadır.

Sık sorulan sorular

Akü odası havalandırması nasıl hesaplanır?

IEC/EN 62485-2'deki Q = 0,05 x n x Igas x Crt x 10⁻³ formülünü kullanın; Q m³/h cinsinden çıkar. Burada n hücre sayısı, Crt Ah cinsinden anma kapasitesi, Igas ise akü tipi ve şarj moduna göre IEC 62485-2 (EN IEC 62485-2) tablolarından alınan, Ah başına mA cinsinden gaz oluşturan akımdır (şarj cihazı hızlı şarj yapabiliyorsa hızlı şarj değerini kullanın). Doğal havalandırmada her açıklık en az 28 x Q cm² serbest alana sahip olmalıdır.

Akü odası tehlikeli bölge midir (Bölge 1 veya Bölge 2)?

IEC 62485-2'ye göre havalandırılıyor ve cebri havalandırma şarjla kilitlenmişse normalde değildir. Yine de tutuşturma kaynakları hücre tıpaları çevresindeki emniyet mesafesinin dışında tutulmalıdır; bazı işletmeler bu mesafeyi küçük bir bölge olarak kaydeder. Yeterli havalandırma sağlanamıyorsa oda IEC 60079-10-1'e göre sınıflandırılmalıdır.

Akü tıpaları çevresindeki emniyet mesafesi nedir?

Hidrojen henüz seyrelmediği için, içinde kıvılcım, ark, kor halindeki parça veya sıcak yüzey bulunmaması gereken, hücre tıpasından itibaren ölçülen mesafedir. IEC 62485-2 bunu milimetre cinsinden d = 28,8 x ∛Igas x ∛Crt olarak hesaplar; tipik sonuçlar birkaç yüz milimetredir ve cer aküleri kılavuzu 0,5 m kullanır.

Lityum iyon akü odaları hidrojen havalandırması gerektirir mi?

Normal şarj için gerektirmez, çünkü lityum iyon hücreler suyu elektrolize etmez ve düzgün çalıştıklarında gaz çıkarmaz. Ancak ani olarak büyük hacimde yanıcı gaz açığa çıkarabilen termal kaçak için bir stratejiye ihtiyaç duyarlar: algılama, acil egzoz havalandırması ve büyük sistemlerde NFPA 855 veya eşdeğer kurallar kapsamında patlama kontrolü.

Bir kurşun asit akü ne kadar hidrojen üretir?

Gaz oluşturan akımın her amper saati için hücre başına yaklaşık 0,42 L (25 °C'de 0,45 L). Dolayısıyla 55 hücreli, 400 Ah'lik bir akü, her mA/Ah gaz oluşturan akım için saatte yaklaşık 9,2 L hidrojen açığa çıkarır (0,42 L x 55 x 400 x 10⁻³). Tasarımda kullanılacak gaz oluşturan akım, ölçülmüş bir tampon şarj akımı değil, akü tipi ve şarj moduna göre IEC 62485-2'de tablolaştırılmış değerdir.

Akü odasında hidrojen dedektörü nereye monte edilmelidir?

Hidrojen havadan çok daha hafiftir; bu nedenle dedektörler normalde tavana yakın, akü raflarının üzerinde, hidrojenin toplanabileceği her tavan cebinde ve cebri havalandırmada emiş açıklığının yakınında konumlandırılır. Hiçbir standart tek bir sabit yükseklik belirlemez: doğru konum olası salıma, gazın davranışına ve hava akışına göre belirlenir (IEC 60079-29-2). Hidrojene tepki veren bir sensör kullanın; kızılötesi yanıcı gaz dedektörleri tepki vermez.

excodex'te ilgili yazılar

Standartlar ve ek kaynaklar

  • IEC 62485-2:2010, İkincil aküler ve akü tesisatları için güvenlik gereksinimleri, Bölüm 2: Sabit aküler (EN 50272-2:2001'in yerini alan EN IEC 62485-2:2018 olarak kabul edilmiştir).
  • IEC 62485-3, Bölüm 3: Cer aküleri; IEC 62485-5:2020, Bölüm 5: Sabit lityum iyon akülerin güvenli işletimi: webstore.iec.ch
  • IEC 60079-10-1, Patlayıcı ortamlar, alanların sınıflandırılması, patlayıcı gaz ortamları.
  • IEEE 1635 / ASHRAE Guideline 21, sabit uygulamalardaki akülerin havalandırması ve ısıl yönetimi kılavuzu.
  • ZVEI bilgi broşürü 14, kurşun cer aküleri için akü şarj odalarının havalandırılması (2020): zvei.org
  • Suva (İsviçre kaza sigortası), kurşun asit akülerin şarjında havalandırma önlemleri (Fransızca): suva.ch
  • Brzezińska, Ventilation system influence on hydrogen explosion hazards in industrial lead-acid battery rooms, Energies 11(8) 2086, 2018: mdpi.com
  • International Fire Code ve International Mechanical Code (International Code Council), sabit akü depolama odalarının havalandırılması, hidrojen oda hacminin %1,0'ı ile sınırlı; metin ICC kod değişikliği dokümanlarında yer alır: iccsafe.org

Bu yazı excodex editör ekibinin hazırladığı genel teknik bilgidir. Geçerli standartların, ekipman sertifikalarının ve talimatlarının, ulusal mevzuatın veya yetkin bir kişinin değerlendirmesinin yerini tutmaz.

Dil

Giriş yap

Henüz üye değil misiniz? Ücretsiz katılın

Çeviriyi iyileştir