Электроснабжение лаборатории

Содержание

Содержание

1. Нормативные и технические документы

2. Исходные данные

3. Расчет воздухообмена по критерию ассимиляции вредных и взрывоопасных примесей в помещении зарядной

4. Расчет воздухообмена по критерию ассимиляции теплопоступлений в помещении зарядной в теплый период года

5. Расчет воздухообмена по критерию ассимиляции теплопоступлений в помещении зарядной в холодный период года

6. Заключение

Нормативные и технические документы

Расчёт вёлся на основании ТЗ от ЗАО «…», и нормативных документов:

1.1. СНиП 04.05.91*»Отопление, вентиляция и кондиционирование» (Приложение 17),

1.2. Правила устройства электроустановок, шестое издание, дополненное, Москва, Госэнергонадзор, 2000 (Глава 4.4 Аккумуляторные установки, пп. 4.4.40…4.4.45),

1.3. СНиП II5875 Нормы проектирования, часть II Электростанции тепловые, Глава58, Москва 1976 (раздел 5 «Отопление и вентиляция», пп. 5.36…5.41).

Из-за отсутствия технической документации на тяговые аккумуляторные батареи с необслуживаемыми гальваническими элементами к электропогрузчикам типа “Komatsu FB 15 (12)” были использованы инструкции, описания и рекомендации с сайтов специализированных организаций, занимающихся подбором, поставкой и сервисным обслуживанием тяговых аккумуляторных батарей (далее по тексту – «АКБ ») с аналогичными техническими параметрами:

1.4. Компания «Химические Источники Тока» (Рубрика «Вопрос – Ответ»);

1.5. Компания “SSK GROUP”, поставка тяговых необслуживаемых герметизированных батарей серии PzV от 2V до 172V фирмы “SSK”, Бельгия (описание «Зарядные устройства SSK Energic для тяговых аккумуляторов», и Памятка «Основные причины снижения сроков службы и преждевременный выход из строя тяговых аккумуляторных батарей»);

1.6. ЗАО «АккуФертриб», поставка тяговых необслуживаемых герметизированных батарей серии EPzV и EPzV_BS фирмы “EXIDE Technologies”, Германия (Инструкцию по эксплуатации 56025017 "Тяговые аккумуляторы Sonnenschein серии EPzV и EPzVBS герметизированные полностью необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы с трубчатыми пластинами").

Исходные данные

2.1. Из Интернета было почерпнута информация, что для электропогрузчиков типа “Komatsu FB 15 (12)” применяются тяговые необслуживаемые АКБ напряжением V = 48В и ёмкостью С5 = 438 Ач.

2.2. Для зарядки необслуживаемых АКБ применяется (см. [1.4] и [1.5]) двухступенчатый режим зарядки с Waдиаграммой по DIN 41774 (величина зарядного тока принимается по величине, как I = 0,2 С5). Расчётная величина зарядного тока принимается, как I = 0,2 С5 = 90 А.

2.3. Напряжение (ЭДС) одного гальванического элемента было принято равным V = 2в (см. [1.5] и [1.6]). При последовательном подключении для получения общей ЭДС 48в тяговая необслуживаемая герметизированная АКБ должна состоять из 24 гальванических элементов (далее по тексту – «элементов»).

2.4. Согласно ТЗ в помещении №30 зарядной площадью 144 м2 будет размещено 15 зарядных постов для тяговых АКБ напряжением V = 48В и ёмкостью С = 438 Ач.

2.5. Потребляемая электрическая мощность одного зарядного устройства (см. [1.5]) при зарядке АКБ напряжением V = 48В и ёмкостью С5 = 438 Ач принята равной Nпотр = 5 кВт.

2.6. Расчётом получено, что 19% потребляемой электроэнергии в физико-химическом процессе зарядки АКБ переходит в тепло (т.е. КПД процесса равен 81%, см. Приложение 2). Тогда теплопоступление от одного поста зарядки составит 0,97 кВт. Соответственно, от 15ти постов поступление тепла составит 14,55 кВт.

2.7. Из инструкций по эксплуатации (см. [1.5] и [1.6]) были приняты следующие температурные режимы эксплуатации и зарядки тяговых необслуживаемых АКБ:

- номинальная температура необслуживаемого гальванического элемента Т = +30°С;

- за время зарядки 910 часов температура АКБ повышается на ∆Т = 10...15°С;

- максимальная рабочая температура АКБ Т = +45°С;

- предельная допустимая температура гальванических элементов необслуживаемой АКБ равна Т = +55°С (при большей температуре идёт процесс их оплавления и выхода из строя);

- минимальная допустимая температура воздуха в помещении зарядной Т = +15°С (при более низкой температуре нельзя будет достичь правильного заряда АКБ);

- максимальная допустимая температура воздуха в помещении зарядной Т = +40°С;

- номинальная температура воздуха в помещении зарядной в рабочей зоне Т = +16...30°С;

- допустимая (расчётная) температура воздуха в помещении зарядной в верхней зоне +35...40°С.

2.8. Для расчёта были приняты параметры наружного воздуха Б (см. [1.1]) для г. Москвы:

- для холодного периода Тн.в. = 28°С, Jн.в. = 27,8 кДж/кг;

- для теплого периода Тн.в. = +28,5°С, Jн.в. = +54,0 кДж/кг.

2.9. Для расчёта была принята температура приточного воздуха:

- для холодного периода Тп. = +16°С,

- для теплого периода Тп. = +28,5°С.

2.10. Для расчёта была принята температура удаляемого воздуха (вытяжка 80% - из верхней зоны) равной Тв. = +38,5°С. Т.е. расчётный перепад температуры «приток/вытяжка» в тёплый период года составит ∆ТЛт = 10°С, и в холодный период ∆ТЗм = 22,5°С.

2.11. Была принята организация схемы воздухообмена: подача приточного воздуха непосредственно в нижнюю зону помещения (см. п. 5.37 [1.3]) со скоростью не более 2 м/с, а вытяжка – из нижней зоны 20% и из верхней зоны 80% (см. п. 4.4.43 [1.2]) - непосредственно под потолком помещения.

2.12. В теплый период года приточный воздух не охлаждается и имеет температуру наружного воздуха.

2.13. Ниже приведены два расчёта воздухообмена: по критерию ассимиляции вредных и взрывоопасных примесей в помещении зарядной (пары серной кислоты и водород; ПДК водорода равна по Приложение 17, СНиП 2.04.0591* 10% от НКПРП, который для водорода соответствует 4%) и по критерию ассимиляции теплоизбытков, т.е. - по поддержанию температуры внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения в пределах допустимой. Далее выбирается определяющий воздухообмен и делается вывод.

Заключение

Как видно из приведённых выше расчётов воздухообмена определяющим фактором оказались теплоизбытки в тёплый период года, а не выделяющиеся вредные и взрывоопасные примеси. Снижение расходов не допустимо из-за перегрева гальванических элементов заряжающихся АКБ. И как видно из приведённых в 2.6 температурных режимов эксплуатации и зарядки АКБ, необслуживаемые аккумуляторы не терпят перегрева. При перегреве АКБ теряют свою ёмкость или выходят из строя (предельная температура элементов равна +55°С).

Поэтому в качестве проектного в тёплый период года принят воздухообмен по расчёту на ассимиляцию теплоизбытков для теплого периода года (т.е. 4550 м3/ч по притоку, и 5000 м3/ч по вытяжке).

В холодный период года с целью поддержания оптимальных параметров воздуха и для экономии энергоресурсов принят воздухообмен по ассимиляции вредных и взрывоопасных примесей (т.е. 2270 м3/ч по притоку, и 2600 м3/ч по вытяжке).

Для снижения стоимости, упрощения автоматики и получения возможности резервирования вентиляторов агрегатов притока и вытяжки для режимов «лето/зима» была принята схема (1+1)/1.

Для 100%го резервирования вентиляции с целью бесперебойной работы зарядной АКБ и для предотвращения повышения концентрации водорода выше ПДК и выше НКПРП (4% от объема) при выходе вентиляции из строя, предусматривается заложить в проект резервный вытяжной вентилятор, т.е. фактически имеется 3 вытяжных вентилятора (2 рабочих и 1 резервный).

Также для работы в аварийном режиме приточной вентустановки в тёплый период года во внутренней перегородке помещения зарядной №30 (стена между зарядной и складом) следует предусмотреть нормально закрытый противопожарный клапан. При выходе из строя одного вентилятора приточной вентустановки этот клапан должны открыться автоматически, и количество удаляемого воздуха вытяжной системой вентиляции будет частично компенсироваться за счёт перетока воздуха из объема склада.

Медуниверситет лаборатория.dwg