Akü şarj alanı havalandırma hesabı

Hesap aracı

Formül

Kurşun-asit akülerin şarjında, şarjın son evresinde akımın neredeyse tamamı suyun ayrışmasına gider ve hidrojen çıkar. Havalandırmanın görevi, hidrojeni alt patlama sınırının (hacimce %4) altında tutmaktır. Traksiyon aküleri için standart (DIN EN 62485-3) gereken hava debisini şöyle verir:

Q = 0,055 · n · Igas

• Q: gereken hava debisi (m³/h)
• 0,055 m³/Ah: gaz çıkışını, hidrojenin seyreltilmesini ve bir güvenlik katsayısını birlikte içeren sabit
• n: hücre sayısı; kurşun-asitte hücre başına 2 V (48 V akü 24 hücre, 80 V akü 40 hücre)
• Igas: hidrojen çıkaran akım (A), yani şarjın sonundaki akım

Formül 25 °C için verilir. İçerdiği güvenlik katsayısı sayesinde akünün izin verilen bütün çalışma sıcaklıklarında aynen kullanılabilir.

Igas nereden bulunur?

Igas değeri, aküye göre şarj cihazının üreticisinden alınır. Darbeli, çok gerilimli veya hızlı şarj gibi özel şarj karakteristikleri ayrıca dikkate alınır. Igas bilinmiyorsa ve öğrenilemiyorsa, şarj cihazının etiketindeki en yüksek şarj akımının en az %40'ı alınır. Aynı odada birden çok akü şarj ediliyorsa her akü için ayrı hesap yapılır ve sonuçlar toplanır, çünkü hepsinin aynı anda en yüksek gaz çıkışında olduğu varsayılır.

Doğal havalandırma

• Odanın boş hacmi (oda hacminden içindeki eşyaların hacmi çıkarıldıktan sonra kalan) en az 2,5 × Q m³ olmalıdır.
• Her giriş ve çıkış açıklığı en az A = 28 × Q cm² olmalıdır (Q, m³/h cinsinden).
• Açıklıklarda hava hızı en az 0,1 m/s olmalıdır.
• Giriş zemine yakın, çıkış olabildiğince yüksekte olmalı; hava akülerin üzerinden geçmelidir.
• Giriş ve çıkış aynı duvardaysa aralarında en az 2 m olmalıdır.
• Kapı ve pencereler, ancak şarj boyunca sürekli açık kalıyorlarsa açıklık sayılır.

Mekanik havalandırma

• Doğal havalandırmanın koşulları sağlanamıyorsa en az Q debisinde mekanik havalandırma kurulur.
• Aküler yalnız mekanik havalandırma çalışırken şarj edilmelidir.
• Havalandırmanın çalıştığı ve etkili olduğu devreye almada ve düzenli aralıklarla gösterilmelidir.
• Egzoz havası açık havaya verilmeli, klima emişlerine yakın olmamalı ve kullanılan bacalara bağlanmamalıdır.
• Egzoz yolundaki kanallar ve parçalar aside dayanıklı olmalıdır.

Akülerin hemen yakını: 0,5 m güvenlik mesafesi

Havalandırma yeterli olsa bile hidrojenin akünün hemen yakınında her zaman seyreleceği garanti edilemez. Bu yüzden hücre ağızlarından (tapa veya valf) itibaren hava yolu boyunca ölçülen 0,5 m içinde açık alev, kıvılcım, ark veya kızgın cisim bulunmamalıdır; yüzey sıcaklığı en çok 300 °C olabilir. Şarj cihazı ve prizler bu yüzden akülerin üstüne değil, yanına ve bu mesafenin dışına yerleştirilir.

Çözümlü örnek

Aynı odada iki tür akü şarj ediliyor (değerler ZVEI bilgi notundaki örnekten):

• On adet 80 V akü (40 hücre), şarj cihazı üreticisine göre Igas = 21 A: bir akü için Q = 0,055 × 40 × 21 = 46,2 m³/h; on akü için 462,0 m³/h.
• Altı adet 48 V akü (24 hücre), Igas = 3,6 A: bir akü için Q = 0,055 × 24 × 3,6 = 4,75 m³/h; altı akü için 28,5 m³/h.
• Toplam: 462,0 + 28,5 = 490,5 m³/h. Bilgi notunda ara sonuç 4,8 m³/h'e yuvarlandığı için toplam 490,8 m³/h görünür.
• Doğal havalandırmada açıklık: A = 28 × 490,5 ≈ 13.734 cm², yani giriş ve çıkış için ayrı ayrı yaklaşık 117 cm × 117 cm. Odanın boş hacmi de en az 2,5 × 490,5 ≈ 1.226 m³ olmalıdır.

Bu örneği hesap aracında Örnek değerleri doldur düğmesiyle görebilirsiniz.

Bu hesap neyi göstermez?

Hesap, şarj sırasında gereken havalandırmayı gösterir. Akü şarj alanının bölge sınıflandırması, ekipmanın uygunluğu, şarj düzeni ve alan kuralları ise patlamadan korunma dokümanında değerlendirilir. Lityum-iyon aküler bu hesabın kapsamında değildir. Ayrıntılı bilgi için forklift akü şarj alanı için PKD sayfasına bakabilirsiniz.

Kaynak

ZVEI (Alman Elektrik ve Elektronik Sanayicileri Birliği), Akü Bölümü: Bilgi Notu No. 14, “Ventilation of battery charging rooms for lead traction batteries”, Mayıs 2020. Not, DIN EN 62485-3 “İkincil aküler ve akü tesisleri için güvenlik gereklilikleri – Bölüm 3: Traksiyon aküleri” standardının uygulama rehberidir.

Bu araç bilgilendirme amaçlıdır. Tasarım kararlarında standardın güncel metni, akü ve şarj cihazı üreticisinin bilgileri esas alınır.

Sık sorulanlar