Jakie elementy należy w nim uwzględnić?

Prawidłowo wykonany projekt akumulatorowni łączy w sobie, co najmniej cztery elementy:

• Wentylację Ex, konieczną dla utrzymania stężenia wodoru na bezpiecznym poziomie
• Instalację elektryczną, zapewniającą zasilanie prostowników i wentylacji
• System detekcji wodoru, kontrolujący stężenie tego gazu w otoczeniu
• Zabudowę mechaniczną, umożliwiającą bezpieczeństwo przechowywania i wymiany akumulatorów

Wskazane jest również, a w niektórych wypadkach również wymagane stosownymi przepisami, wyposażenie pomieszczenia lub wydzielonego miejsca ładowania akumulatorów w:

• Środki ochrony osobistej, takie jak rękawice, okulary ochronne, fartuch kwasoodporny
• Apteczkę
• Oczomyjkę lub prysznic bezpieczeństwa a najlepiej jedno i drugie
• Umywalkę wskazaną zwłaszcza podczas prac serwisowych
• System do produkcji i dystrybucji wody demineralizowanej używanej do uzupełniania poziomu elektrolitu
• Zestaw do usuwania wycieków, czyli sorbent lub maty chłonne, worki, miotłę i łopatkę

Dla flot akumulatorów liczących więcej niż 5-7 akumulatorów takiego samego rodzaju rozważyć można również zasadność zainstalowania:

• Systemu zarządzania procesem ładowania i wymiany akumulatorów.

wentylacja

Użytkowanie akumulatorów kwasowo ołowiowych, wiąże się nierozerwalnie z procesem ich ładowania, podczas którego dochodzi do wytwarzania gazowego wodoru. Gaz ten charakteryzuje się między innymi bardzo wysoką wybuchowością zawierającą się w przedziale od 4% do 75% stężenia w powietrzu.

Właściwie zaprojektowany system wentylacji powinien spełniać założenia, co najmniej dwóch, niezależnych od siebie przepisów.

normy i wymagania dotyczące wentylacji w akumulatorowni

Pierwszy z nich to Norma Europejska EN 62485-3:2014 („Safety requirements for secondary batteries and battery installations – Part 3: Traction batteries”), która od końca roku 2014 ma status Polskiej Normy PN-EN 62485-3:2014 („Wymagania bezpieczeństwa dotyczące akumulatorów i ich instalowania. Część 3: Akumulatory trakcyjne”). Zastąpiła ona obowiązującą wcześniej Polską Normę PN-EN 50272-3:2007. Jest to o tyle istotne, że część producentów akumulatorów i prostowników nadal podaje w swoich instrukcjach obsługi wycofaną już normę jako obowiązującą. Tymczasem część wytycznych dotyczących wymagań dla wentylacji została w obowiązującej PN-EN 62485-3:2014 zaostrzona w stosunku do swojej poprzedniczki.

akumulatorownia okapowa

Drugim z nich jest Załącznik do rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r (Dz. U. z dnia 7 czerwca 2010 r, Nr 109, poz. 719). Zgodnie z nim:

„W obiektach i na terenach przyległych, gdzie są prowadzone procesy technologiczne z użyciem materiałów mogących wytworzyć mieszaniny wybuchowe lub w których materiały takie są magazynowane, dokonuje się oceny zagrożenia wybuchem”

Oraz:

„Oceny zagrożenia wybuchem dokonują: inwestor, projektant lub użytkownik decydujący o procesie technologicznym”

Innymi słowy ładowanie każdego akumulatora kwasowo ołowiowego, w tym również akumulatora bezobsługowego (żelowego lub AGM), należy traktować, jako proces technologiczny mogący wytworzyć mieszaninę wybuchową.

wentylacja naturalna czy wymuszona?

Aby proces ładowania był bezpieczny pod kątem zagrożenia wybuchem, konieczne jest zadbanie o właściwe wentylowanie przestrzeni, w której się on odbywa.

W przypadku, gdy ilość wydzielanego wodoru nie doprowadzi do powstania mieszaniny wybuchowej w otaczającym powietrzu (stężenie jest mniejsza niż DGW – Dolna Granica Wybuchowości wynosząca dla wodoru 4%) wystarczającą może okazać się wentylacja naturalna.

Dla pozostałych przypadków jedynym akceptowalnym ekonomicznie rozwiązaniem jest zainstalowanie mechanicznej wentylacji wymuszonej. Jej wydajność oblicza się w oparciu o przewidywaną ilość produkowanego wodoru, ta z kolei wynika z ilości i typu stosowanych ogniw oraz parametrów prostowników służących do ładowania akumulatorów.

Niezależnie od tego czy mamy do czynienia z pierwszym czy drugim przypadkiem (wentylacja naturalna lub wymuszona) każda instalacja, w której odbywa się proces ładowania akumulatorów ołowiowych wymaga sporządzenia dokumentu pt: „Ocena Zagrożenia Wybuchem”. Opracowanie takie wykonuje uprawniony rzeczoznawca ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych. Listę rzeczoznawców możesz znaleźć na stronie Państwowej Straży Pożarnej

instalacja elektryczna

Podstawowym zadaniem instalacji elektrycznej jest, co oczywiste, zasilenie prostowników ładujących akumulatory. Oprócz powyższego, prawidłowo wykonana instalacja powinna być wyposażona w elementy automatyki odpowiadające między innymi za:

• Zasilanie i sterowanie pracą wentylatora bądź wentylatorów
• Monitorowanie sygnałów z Systemu Detekcji Wodoru
• Dwustronną współpracę z Systemem Alarmowania Pożarowego w zakładzie

Projektując zapotrzebowanie na moc należy wziąć pod uwagę nie tylko bieżące, ale również planowane potrzeby związane między innymi z rozwojem floty. Punktem wyjścia, a więc minimalną mocą, od jakiej rozpoczynamy projektowanie jest suma zapotrzebowania wszystkich zainstalowanych prostowników. Należy podkreślić, że obliczenia dotyczą wyłącznie strony pierwotnej prostowników widocznej na tabliczce znamionowej każdego z nich. Moc wyjściowa jest zawsze mniejsza od tej wymaganej do zasilenia urządzenia i zależy między innymi od charakterystyki prostownika oraz technologii jego wykonania.

Ważnym elementem mającym wpływ na projektowane zapotrzebowanie mocy jest tzw Współczynnik Jednoczesności. Wynika on z prostego faktu, że prostowniki pracują z mocą nominalną jedynie przez pewien fragment cyklu ładowania. Raczej mało prawdopodobne jest również, aby wszystkie prostowniki pracowały pełną mocą w tym samym czasie.

Dylematem, przed którym staniemy projektując zasilanie akumulatorowni jest często wybór technologii w oparciu, o którą rozprowadzimy zasilanie. Mówiąc krótko, pytanie brzmi: szynoprzewód czy kabel?

Zaletą, chyba jedyną, rozwiązania bazującego na kablach jest niska cena zakupu. Koszty montażu, elastyczność we wprowadzaniu modyfikacji i rozbudowy, czy choćby estetyka rozwiązania końcowego przemawiają z kolei na korzyść szynoprzewodów.

Tematyka instalacji elektrycznej jest szczegółowo opisana w obowiązujących normach. Jej wykonanie powinniśmy zawsze zlecać profesjonalnemu elektrykowi, który wykona ją w oparciu o projekt oraz zawsze zakończy pomiarami powykonawczymi. Wszystkie powyższe czynności zlecamy oczywiście profesjonalistom z odpowiednimi uprawnieniami. Przykłady zrealizowanych przez nas rozdzielni elektrycznych znajdziecie Państwo w galerii.

system detekcji wodoru

W celu zapewnienia bezpieczeństwa projektowanej instalacji powinniśmy zaopatrzyć ją w rozwiązania monitorujące stężenie wodoru. Na rynku dostępnych jest wiele detektorów, które współpracują z dedykowanymi Centralkami Zabezpieczenia Przeciwwybuchowego. Gwarantują one bieżącą kontrolę stężenia wodoru i umożliwiają reagowanie na jego wzrost. Najprostsze rozwiązania wyposażone są w jednoprogowy detektor zintegrowany we wspólnej obudowie z centralką, sygnałem dźwiękowym i świetlnym, czasami również z przekaźnikiem umożliwiającym realizację dodatkowych funkcji. Raczej nie nadają się one do instalacji liczących powyżej kilkunastu prostowników.

Większe instalacje wyposażamy z reguły w niezależne detektory, najczęściej dwuprogowe. W zależności od producenta kalibrowane są na około 25% i 45% DGW (Dolna Granica Wybuchowości). Zgodnie z zaleceniami producentów powinieneś okresowo wykonywać kalibrację detektorów. Oczywiście nie samodzielnie, lecz poprzez zlecenie tego zadania autoryzowanym serwisom. W zależności od typu sensora okres pomiędzy kalibracjami nie powinien być dłuższy niż 6-12 miesięcy. Warto o tym pamiętać i wybierać te detektory, które posiadają możliwość wymontowania sensorów. W takich przypadkach, do okresowego przeglądu i kalibracji można wysłać sam sensor, bez konieczności demontowania detektorów.

zabudowa mechaniczna

Wydzielona przestrzeń lub pomieszczenie, w którym odbywa się ładowanie akumulatorów kwasowo ołowiowych jest też najczęściej miejscem, w którym dokonywana jest ich wymiana. Dlatego też forma zabudowy powinna zapewnić zarówno skuteczne odprowadzenie gazów, jak również zapewnić bezpieczne składowanie i wymianę baterii. Pod uwagę należy wziąć również fakt, że zdecydowana większość czynności serwisowych wykonywanych przy akumulatorach i prostownikach odbywa się również w miejscu ich ładowania.

Zdecydowanie złym pomysłem jest natomiast łączenie przestrzeni przeznaczonej do ładowania akumulatorów z warsztatem wózków widłowych. Część czynności serwisowych związanych z naprawą urządzeń związana jest z cięciem i spawaniem metali. Tym z kolei prawie zawsze towarzyszą iskry, płomień lub wysoka temperatura. W połączeniu z emisją wodoru stanowić to może bardzo prawdopodobną przyczynę wybuchów czy pożarów.

sposoby wymiany akumulatorów a przepisy BHP

W zależności od typu, marki czy modelu wózka spotkać można różne metody wymiany akumulatorów. Nie wnikając w szczegóły technicznych rozwiązań jakie stosują producenci wózków widłowych, podstawowymi sposobami na wymianę akumulatorów są:

• Górą, poprzez uniesienie akumulatora za pomocą innego wózka lub suwnicy
• Bokiem na rolkach, najczęściej poprzez przetoczenie akumulatora po rolkach z komory bateryjnej na rolki stacji ładowania
• Wymiana bokiem za pomocą innego wózka, stosowana najczęściej w wózkach z akumulatorami ważącymi ponad 1000 kg
• Dla urządzeń pracujących w niezbyt wymagających aplikacjach w systemie jednozmianowym spotyka się również rozwiązanie polegające na ładowaniu akumulatora bez wyjmowania go z wózka.

W myśl przepisów BHP dotyczących ręcznych prac transportowych (Dz. U. z dnia 14 marca 2000, Nr 313, tom 1). Ręczne przetaczanie ciężarów po poziomej powierzchni jest dopuszczalne wyłącznie do masy 450 kg. W praktyce oznacza to, że prawie wszystkie akumulatory 48V i większe powinny być wymieniane za pomocą urządzeń wspomagających – pojazdów transferowych zdolnych do samodzielnego przemieszczania lub nakładek montowanych na wózkach prowadzonych

Dotyczy ono oczywiście urządzeń, które wyposażone są w więcej niż jeden akumulator. Urządzeniami takimi są najczęściej elektryczne wózki widłowe pracujące w cięższych aplikacjach. W nich to bowiem przerwy w pracy są krótsze niż czas potrzebny na naładowanie akumulatora. Tematykę najczęściej stosowanych rozwiązań stanowisk ładowania akumulatorów opisaliśmy szerzej tutaj.

Wszystkich chcących poznać dokładne wytyczne jakie powinna spełniać prawidłowo zaprojektowana instalacja ładowania akumulatorów zapraszamy do kontaktu