Lokalizacja zespołów prądotwórczych ze względu na hałas i odprowadzanie ciepła
Location of power generator due to noise and heat dissipation
Układ sterowania zespołu prądotwórczego zabudowanego w kontenerze
Zespoły prądotwórcze stanowią główny element systemu zasilania awaryjnego obiektów użyteczności publicznej typu szpitale, centra handlowe i banki, oraz zakładów produkcyjnych. Niezawodna praca zespołu prądotwórczego jest uwarunkowana wieloma czynnikami, a przede wszystkim poprawną eksploatacją.
Zobacz także
Impakt SA Nowa rodzina zasilaczy PowerWalker UPS VFI EVS 5 kVA z magazynami energii
Seria PowerWalker VFI EVS to nowa generacja zasilaczy UPS, oferująca długi czas podtrzymania dzięki zastosowaniu baterii LiFePO4 o 40% mniejszej masie i wymiarach w odniesieniu do klasycznych baterii kwasowo-ołowiowych....
Seria PowerWalker VFI EVS to nowa generacja zasilaczy UPS, oferująca długi czas podtrzymania dzięki zastosowaniu baterii LiFePO4 o 40% mniejszej masie i wymiarach w odniesieniu do klasycznych baterii kwasowo-ołowiowych. Zastosowana topologia podwójnej konwersji (VFI-SS-311) gwarantuje najwyższy poziom bezpieczeństwa, a wyspecjalizowane układy utrzymują współczynnik mocy PF na poziomie > 0.99. Oczywiście zależy on od podłączonych urządzeń odbiorczych. Wszelkie informacje o stanie UPS widoczne są na...
mgr inż. Dariusz Zgorzalski, EVER Sp. z o.o. Wybrane aspekty wymagań zasilaczy stosowanych do urządzeń przeciwpożarowych – na przykładzie zasilacza do napędów bram napowietrzających UZS-230V-1kW-1F firmy EVER
W poprzednich częściach dowiodłem, że zasilacze do bram napowietrzających stanowią istotny element systemu wentylacji pożarowej, od strony formalnej muszą posiadać świadectwo dopuszczenia CNBOP-PIB, a...
W poprzednich częściach dowiodłem, że zasilacze do bram napowietrzających stanowią istotny element systemu wentylacji pożarowej, od strony formalnej muszą posiadać świadectwo dopuszczenia CNBOP-PIB, a stosowanie niecertyfikowanych UPSów niesie za sobą ryzyko istotnych konsekwencji. Podkreśliłem, że świadectwo dopuszczenia CNBOP-PIB jest warunkiem koniecznym, ale nie wystarczającym. Kompatybilność funkcjonalna, elektryczna i mechaniczna całego systemu jest podstawą do tego, aby urządzenia działały...
mgr inż. Dariusz Zgorzalski, EVER Sp. z o.o. Wybrane aspekty wymagań zasilaczy stosowanych do urządzeń przeciwpożarowych – na przykładzie zasilacza do napędów bram napowietrzających UZS-230V-1kW-1F firmy EVER
W poprzedniej części przedstawiłem uzasadnienie, że w sytuacji systemów oddymiania, brak zagwarantowania dopływu powietrza powoduje, że system oddymiania jest nieskuteczny, a w sytuacji oddymiania mechanicznego,...
W poprzedniej części przedstawiłem uzasadnienie, że w sytuacji systemów oddymiania, brak zagwarantowania dopływu powietrza powoduje, że system oddymiania jest nieskuteczny, a w sytuacji oddymiania mechanicznego, może doprowadzić do stworzenia poważnego zagrożenia, a nawet do katastrofy budowlanej. Zastosowanie do zasilania napędu bramy UPS-ów bez znaku CNBOP-PIB i Świadectwa Dopuszczenia wydanego przez Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej (CNBOP-PIB) jest poważnym błędem. Stosowanie...
W artykule:• Warunki instalowania zespołu• Tłumienie drgań • Układ chłodzenia i wentylacji • Dopuszczalny hałas |
W związku z tym przed podjęciem decyzji o zakupie zespołu prądotwórczego należy uzgodnić z dostawcą sposób jego eksploatacji, a także miejsce instalacji. Aby korzystać z zasilania awaryjnego w postaci zespołu prądotwórczego, należy spełnić szereg wymagań – przyjrzyjmy się kilku z nich.
Wymagania prawne
Podstawą rozpoczęcia prac projektowych w zakresie instalacji zespołu prądotwórczego jest dobór jego mocy. Przy projektowaniu instalacji zasilanej z generatora zespołu prądotwórczego lub zasilacza UPS bardzo istotnym problemem jest zachowanie warunków ochrony przeciwporażeniowej. Opis tych zagadnień wykracza poza ramy artykułu. Zainteresowani tymi problemami czytelnicy potrzebne informacje znajdą w „Poradniku projektanta elektryka”.
Projekt może opracować osoba mająca odpowiednie uprawnienia budowlane, będąca jednocześnie członkiem Polskiej Izby Inżynierów Budownictwa. Projekt budowlany agregatorni, zgodnie z art. 12 – 16 ustawy z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (tekst jednolity DzU z 2016 r., poz. 290 z późniejszymi zmianami), musi być wykonany przez osobę mającą odpowiednie kwalifikacje, w konkretnej specjalności – w szczególności elektrycznej.
Natomiast nadzorowanie prac musi być wykonywane przez osobę mającą uprawnienia do kierowania pracami budowlanymi w odpowiedniej specjalności.
Układ wentylacji i dostarczania paliwa powinien być uzgodniony międzybranżowo przez specjalistów m.in. wentylacji, instalacji paliwowych i przeciwpożarowych.
Podstawę opracowania stanowią warunki zabudowy (w odniesieniu do obiektów użyteczności publicznej są to warunki lokalizacji inwestycji celu publicznego) wydane przez właściwy urząd administracji państwowej oraz warunki techniczne instalacji wydane przez przedsiębiorstwo energetyczne [2].
Pamiętać należy, że zgodnie z art. 7 ust. 1 Ustawy Prawa budowlanego (DzU z 2018 r. poz. 1202 z późniejszymi zmianami) [1], do przepisów techniczno-budowlanych zalicza się Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [2], którego należy bezwzględnie przestrzegać.
Zgodnie z § 181 ust. 1 Rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (tekst jednolity DzU z 2019 r. poz. 1065), „Budynek, w którym zanik napięcia w elektroenergetycznej sieci zasilającej może spowodować zagrożenie życia lub zdrowia ludzi, poważne zagrożenie środowiska, a także znaczne straty materialne, należy zasilać co najmniej z dwóch niezależnych, samoczynnie załączających się źródeł energii elektrycznej oraz wyposażać w samoczynnie załączające się oświetlenie awaryjne (zapasowe lub ewakuacyjne). W budynku wysokościowym jednym ze źródeł zasilania powinien być zespół prądotwórczy”.
Projekt należy opracować zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r. w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu budowlanego (tekst jednolity DzU z 2018 r. poz. 1935). Projekt budowlany po wykonaniu należy uzgodnić z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń ppoż. oraz z rzeczoznawcą ds. bhp. Opracowany projekt podlega uzgodnieniu i sprawdzeniu w zakresie zgodności z wydanymi warunkami technicznymi przyłączenia w przedsiębiorstwie energetycznym, które wydało warunki techniczne przyłączenia.
Kolejnym krokiem jest wystąpienie przez inwestora do właściwego terytorialnie Urzędu Nadzoru Budowlanego, w celu uzyskania pozwolenia na budowę. Instalacja i wykonanie wszelkich prac związanych z instalacją zespołu prądotwórczego może nastąpić po uprawomocnieniu się wydanego pozwolenia na budowę [2, 4].
Warunki instalowania zespołu
Zespół prądotwórczy pracujący w układach zasilania awaryjnego może być instalowany w kontenerze ustawianym na fundamencie betonowym poza budynkiem lub w specjalnie do tego celu przygotowanym pomieszczeniu, powszechnie nazywanym agregatornią.
Zarówno w pierwszym, jak i w drugim przypadku instalacja zespołu wymaga czerpni powietrza oraz odprowadzenia spalin i odpowiedniej wentylacji pomieszczenia. Problem ten powinien zostać rozwiązany przez projektanta instalacji sanitarnych na podstawie wymagań określonych przez producenta zespołu. Szczególnie w przypadku zabudowy zespołu w pomieszczeniu należy zapewnić odpowiednią kubaturę pomieszczenia i wentylację uwzględniającą ciepło wydzielanego przez blok silnika. Również przy adaptowaniu pomieszczenia do celów instalacji zespołu prądotwórczego należy spełnić wszelkie wymagania określone przez producenta. Pomieszczenie to powinno być łatwo dostępne, dobrze wentylowane, suche i w razie potrzeby ogrzewane, aby minimalna temperatura przy braku pracy silnika napędowego zespołu wynosiła co najmniej 5°C. Natomiast w przypadku zespołu prądotwórczego instalowanego przez producenta w kontenerze mamy kompletne urządzenie pod względem elektrycznym oraz sanitarnym [2, 4].
Instalacja odbiorcza budynku objętego zasilaniem awaryjnym powinna być przystosowana do zasilania z zespołu prądotwórczego. W tym celu obwody objęte układem zasilania awaryjnego muszą spełniać warunki ochrony przeciwporażeniowej zarówno przy zasilaniu z sieci elektroenergetycznej, jak również przy zasilaniu z generatora zespołu prądotwórczego.
Dobierając parametry zespołu należy uwzględnić: rodzaj, moc i tryb pracy odbiorów, np. prądy rozruchowe silników, pobór mocy biernej, odkształcenie prądu oraz niesymetrię obciążenia [3, 4].
Pomieszczenie, w którym zostanie zainstalowany zespół prądotwórczy, należy wyposażyć również w rozdzielnicę zasilania potrzeb własnych, oświetlenie, gniazda odbiorcze oraz instalację elektryczną sterowania wentylacją oraz innymi urządzeniami uwzględnionymi w projekcie w zależności od potrzeb [2, 6].
Układ automatyki SZR zespołu pracującego w układzie zasilania awaryjnego należy wyposażyć w blokadę elektryczną i mechaniczną oraz odpowiednio oznakować. Blokady te mają uniemożliwić podanie napięcia z dwóch źródeł jednocześnie oraz uniemożliwić wsteczne podanie napięcia z generatora zespołu prądotwórczego do wyłączonej spod napięcia sieci elektroenergetycznej.
W polu linii zasilania podstawowego powinna być kontrolowana obecność napięcia. Jeśli zespół może być uruchamiany zdalnie lub samoczynnie, to w jego pobliżu należy przewidzieć możliwość wprowadzania blokady przed zdalnym lub samoczynnym uruchomieniem, na przykład podczas prac konserwacyjnych.
Zespoły prądotwórcze powinny być wyposażone w układ do normalnego zatrzymywania ręcznego lub automatycznego, który odcina dopływ paliwa (silnik wysokoprężny) lub wyłącza zapłon (silnik o zapłonie iskrowym). Urządzenie do awaryjnego zatrzymywania (ręcznego lub samoczynnego) jest wymagane w przypadku zespołów spalinowo-elektrycznych zdalnie sterowanych oraz zespołów w obudowie, do wnętrza której mają dostęp ludzie. W drugim przypadku przycisk do awaryjnego zatrzymywania powinien być umieszczony zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz obudowy.
Ręcznie sterowany układ do awaryjnego zatrzymywania jest wymagany, jeżeli można zatrzymać zespół prądotwórczy w czasie krótszym niż przy zastosowaniu układu do normalnego zatrzymywania. Dopuszcza się rezygnację z układu do awaryjnego zatrzymywania zespołów spalinowo-elektrycznych małej mocy (0,8 – 12(20) kW) [3, 4].
Zespoły ruchome należy przyłączać przewodami giętkimi o żyłach miedzianych, o izolacji przeznaczonej do ciężkich warunków pracy o zwiększonej grubości, odpornej na działanie wody [3].
Tłumienie drgań
Dla wielu zastosowań masywny fundament dla zespołu prądotwórczego nie jest konieczny. Agregaty z wbudowanymi izolatorami drgań mogą zredukować przekazywane drgania o 60 – 80%, a umieszczenie stalowych sprężynowych izolatorów pomiędzy generatorem wraz z silnikiem napędowym i ramą nośną konstrukcji zespołu może odizolować więcej, niż 95% drgań [4]. W zastosowaniach, w których wielkość przekazywania drgań do budynku jest bardzo ważna, może być wymagane mocowanie zespołu prądotwórczego na niezależnym fundamencie izolującym od drgań pozostałą część budynku.
Silnik i alternator zespołu prądotwórczego muszą być odizolowane od konstrukcji mocującej, na której są zamontowane. Niektóre zespoły prądotwórcze, szczególnie modele o mocy do około kilkuset kW, wykorzystują izolatory drgań z gumy, które są wstawiane do maszyny pomiędzy silnik/alternator i podstawę. Metalowa rama tych zespołów prądotwórczych zwykle może być przykręcana bezpośrednio do fundamentu, podłogi lub konstrukcji pośredniej [4, 6].
Zespoły prądotwórcze, które nie zawierają wbudowanych wibroizolatorów, powinny być zainstalowane za pomocą elementów izolujących drgania, takich jak: elastyczne podkładki antywibracyjne, wibroizolatory sprężynowe lub wibroizolatory powietrzne.
Elastyczne podkładki antywibracyjne mają różną tłumienność, a w przybliżeniu ich skuteczność przyjmuje się 75%. Zależnie od budowy, mogą one również mieć różną tłumienność w zależności od temperatury, ponieważ w niskich temperaturach gumowy czynnik izolujący jest znacznie mniej elastyczny, niż w temperaturach wyższych [4].
Dla zapewnienia skutecznej izolacji, wibroizolatory typu sprężynowego muszą być prawidłowo dobrane i zainstalowane. Masa zespołu prądotwórczego powinna dostatecznie ściskać izolator dla umożliwienia swobody ruchu, ale nie można dopuścić do tzw „dobijania” wibroizolatora do podłoża podczas pracy. Uzyskuje się to poprzez dobieranie typu wibroizolatorów i ich liczby do masy zespołu prądotwórczego wraz z osprzętem [4].
Układ chłodzenia i wentylacji
Silnik spalinowy, generator oraz układ wydechowy są źródłami ciepła mającymi wpływ na pracę i wydajność całego zespołu prądotwórczego. Wzrastająca temperatura w pomieszczeniu zespołu prądotwórczego stanowi zagrożenie dla zgromadzonego tam paliwa. Niekontrolowany wzrost temperatury ponad dopuszczalne wartości (dla oleju napędowego 55°C) może spowodować samozapłon paliwa oraz uszkodzenie wyposażenia elektrycznego. W celu odprowadzenia nagrzanego powietrza i utrzymywania w pomieszczeniu odpowiedniej temperatury, konieczna jest wentylacja nawiewno-wywiewna. Powietrze chłodzące zasysane jest przez wentylator zamontowany na chłodnicy.
Przekroje czerpni (wlotu) i wyrzutni (wylotu) muszą zapewniać swobodny przepływ powietrza do pomieszczenia i z pomieszczenia agregatorni. Orientacyjnie powierzchnia przekroju czerpni oraz wyrzutni powinny być większe o 50% od powierzchni wlotu chłodnicy. W celu sprawnego wyrzucania nagrzanego powietrza, agregatownia powinna być wyposażona w wentylator wyciągowy. Czerpnię i wyrzutnię należy chronić przed wpływami atmosferycznymi. W tym celu w otworach czerpni i wyrzutni instalowane są żaluzje sterowane automatycznie. Podczas gdy zespół prądotwórczy nie pracuje, żaluzje są zamknięte. Zostają one automatycznie otwarte z chwilą uruchomienia zespołu [2, 5].
Wraz z otwarciem żaluzji czerpni i wyrzutni automatycznie muszą zostać uruchomione wentylatory nawiewne i wywiewne. W przypadku zespołów pracujących w trybie automatycznym, pomieszczenie agregatorni należy ogrzewać tak, aby utrzymywana była stała temperatura otoczenia wynosząca powyżej 5°C, jednakże niezależnie od pory roku – nie więcej niż 30°C [5]. Zaleca się instalowanie nagrzewnic elektrycznych wyposażonych w termostat, zasilanych z rozdzielnicy potrzeb własnych agregatorni, która jest zasilana z sieci elektroenergetycznej. Po uruchomieniu zespołu prądotwórczego układ automatyki samorozruchu oraz samozatrzymania przełącza zasilanie agregatorni na zasilanie z zespołu prądotwórczego z jednoczesnym odłączeniem zasilania nagrzewnic [2, 4].
Dopuszczalny hałas
W przypadku zespołów prądotwórczych posadowionych na fundamencie lub znajdujących się w pomieszczeniu agregatorni należy przeprowadzić analizę oddziaływania hałasu na obiekt oraz obiekty budowlane znajdujące się w pobliżu. Należy przewidzieć niezbędne środki ograniczające hałas w postaci tłumików drgań i w układzie wyrzutu spalin. Następnie najlepiej sprawdzić rzeczywiste poziomy hałasu poprzez wykonanie stosownych pomiarów.
22 stycznia 2014 r. ogłoszone zostało w Dzienniku Ustaw obwieszczenie Ministra Środowiska z dnia 15 października 2013 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku (DzU z 2014r. poz. 112).
W rozporządzeniu [6] określono obiekty i rodzaje działalności będące źródłem hałasu oraz dopuszczalne dla nich poziomy hałasu.
W § 1. Rozporządzenia [6] określone zostały:
1. zróżnicowane dopuszczalne poziomy hałasu określone wskaźnikami hałasu LDWN, LN, LAeq D i LAeq N dla następujących rodzajów terenów przeznaczonych:
a. pod zabudowę mieszkaniową,
b. pod szpitale i domy opieki społecznej,
c. pod budynki związane ze stałym lub czasowym pobytem dzieci i młodzieży,
d. na cele uzdrowiskowe,
e. na cele rekreacyjno-wypoczynkowe,
f. na cele mieszkaniowo-usługowe;
2. poziomy hałasu z uwzględnieniem rodzaju obiektu lub działalności będącej źródłem hałasu;
3. okresy, do których odnoszą się poziomy hałasu, jako czas odniesienia.
Natomiast dopuszczalne poziomy hałasu w środowisku są określone w załączniku do rozporządzenia [6]. Dopuszczalne poziomy hałasu w środowisku powodowane przez poszczególne grupy źródeł hałasu, z wyłączeniem hałasu powstałego na skutek startu, lądowania i przelotu statków powietrznych oraz przez linie elektroenergetyczne, wyrażone wskaźnikami LAeqD i LAeqN, które to wskaźniki mają zastosowanie do ustalania i kontroli warunków korzystania ze środowiska, w odniesieniu do jednej doby przedstawia tabela 1. [6].
Tab. 1. Dopuszczalne poziomy hałasu według rozporządzenia [6] w odniesieniu do jednej doby
Podsumowanie
Poprawnie dobrane zespoły prądotwórcze, które są zainstalowane przez producenta w kontenerze lub poprawnie zaprojektowanej agregatorni, spełniają większość wymagań stawianych układom zasilania awaryjnego stosowanych często w rozbudowanych układach zasilania budynków. Właściwy dobór parametrów zespołu prądotwórczego zapewnia dobrą jakość dostarczanej energii elektrycznej. Z drugiej strony zespoły, zwłaszcza te o większych mocach znamionowych, mają również swoje wady. Głośna praca (średnio 65–80 dB), znaczne masy i duże rozmiary, odpowiedniej wielkości zbiornik paliwa, układ zasilania powietrzem i układ wydechowy, wszystko to powoduje, że urządzenia te powinny być instalowane w osobnych budynkach, z dala od budynków mieszkalnych bądź miejsc pracy ludzi tak aby spełnione były warunki ochrony ppoż i bhp [4, 5].
Artykuł nie jest gotową receptą na zasilanie awaryjne budynku przy zastosowaniu zespołu prądotwórczego. Zwraca on uwagę na pewne istotne problemy, które należy rozwiązać aby zapewnić niezawodne zasilanie obiektu budowlanego.
Literatura
- T. Sutkowski, Rezerwowe i bezprzerwowe zasilanie w energię elektryczną, COSiW SEP, Warszawa 2007.
- J. Wiatr, M. Orzechowski, Podstawy zasilania budynków mieszkalnych, użyteczności publicznej i innych obiektów nieprzemysłowych w energię elektryczną, Poradnik projektanta elektryka, DWM, Warszawa 2012.
- E. Musiał, Problemy zasilania z zespołów spalinowo-elektrycznych, Konferencja „Automatyka, pomiary, zakłócenia” Jurata, 19-21 maja 2005 r.
- K. Kuczyński , Pomieszczenia z zespołami prądotwórczymi - podstawowe wymagania, „elektro.info” 6/2016.
- T. Martyniak, J. Nawrocki, B. Antończyk, Optymalizacja doboru agregatów prądotwórczych oraz wytyczne ich zabudowy w pojazdach specjalnych, Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe nr 1, 2005.
- Obwieszczenie Ministra Środowiska z dnia 15 października 2013 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku (Dz. U. z 2014r. poz. 112)
