Rambler's Top100
Статьи ИКС № 09-10 2017
Александра ЭРЛИХ   07 ноября 2017

Охлаждение без взрыва

Вентиляторы в системах охлаждения дата-центров при определенных условиях могут стать причиной взрыва. Как правильно выбрать аппарат, чтобы избежать такой ситуации?

Взрыв возможен

На установках и в производственных зонах опасность взрыва возникает, когда горючие вещества присутствуют в количестве, достаточном для воспламенения при соединении с кислородом, и имеется источник возгорания. Возможные источники возгорания электрического и/или механического происхождения, такие как оборудование, инструмент и пр., необходимо устранять. В частности, рекомендуется применять аппараты, относящиеся к категории взрывозащищенных.

Требования к оборудованию и работе в потенциально взрывоопасной среде описываются двумя директивами Евросоюза. Первая директива – 94/9/EG (ATEX 95) – регламентирует возможность применения электроприборов во взрывоопасных зонах, а также описывает технические и конструктивные особенности аппаратов, разрешенных к применению в этих зонах. Вторая директива – 99/92/EG (ATEX 137) – определяет правила техники безопасности во взрывоопасных зонах.

Взрывоопасные объекты, согласно директивам ATEX, делятся на две группы. Соответственно подразделяется и оборудование, предназначенное для работы на этих объектах. К группе I относятся шахты и прочие горнодобывающие производства (их мы рассматривать не будем), к группе II – все остальные взрывоопасные производства. Предприятия группы II, в свою очередь, классифицируются следующим образом:

  • зона 0 (газ)/20 (пыль) – постоянная опасность;
  • зона 1 (газ)/21 (пыль) – периодическая опасность;
  • зона 2 (газ)/22 (пыль) – опасность в случае нестандартной ситуации.

Потенциально взрывоопасная атмосфера состоит из смеси воздуха и взрывоопасных веществ в форме газа, испарений или пыли, в которой воспламенение распространяется на всю область. Между загазованной и пыльной атмосферой есть важное различие: в расчете на единицу объема масса газа или испарений в тысячу раз меньше, чем пыли. Кроме того, газ быстро распределяется по всему объему воздуха, а пыль, поскольку она тяжелее воздуха, довольно быстро оседает. Чтобы стать взрывоопасными, частички пыли должны иметь размеры более 0,3 мм, а их концентрация должна быть не ниже 50 г/м3.

ATEX-вентиляторы

Аппараты, предназначенные для работы в загазованной и пыльной атмосферах, различаются конструктивно. Сегодня производители теплообменного оборудования могут предложить исключительно модели для работы в загазованных атмосферах, поэтому далее сосредоточимся именно на них. В частности, ATEX-вентиляторы должны соответствовать следующим директивам:

  • «Взрывоопасные среды. Взрывозащита и предотвращение взрыва» (EN 1127‐1: 2007);
  • «Неэлектрические аппараты для потенциально взрывоопасных сред» (EN 13463‐16:2001);
  • «Проектирование вентиляторов для работы в потенциально взрывоопасных средах» (EN 14986:2007).

Как это ни абсурдно звучит, вентилятор, разработанный согласно директивам ATEX, не считается электрическим прибором, несмотря на то что его составной частью является электромотор – прибор самый что ни на есть электрический.

Неэлектрические компоненты аксиальных вентиляторов, такие как лопастной винт, сопло впуска и крепления, должны монтироваться на ATEX-сер­тифи­ци­рованном моторе, расположенном в этом случае над изделием. При этом в Евросоюзе, для того чтобы допустить использование аппарата с такими вентиляторами во взрывоопасной зоне, достаточно сертификации по ATEX самого вентилятора. В России для этого нужно, к сожалению, сертифицировать аппарат целиком.

В маркировке аппаратов для взрывоопасных объектов, помимо уровня взрывозащиты и группы взрыво­защищенного оборудования, указывают вид взрыво­защиты, подгруппу (категорию смеси, для которой оборудование является взрывозащищенным) и температурный класс.

Виды взрывозащиты

Ex-d. Взрывозащищенный корпус (взрывонепроницаемая оболочка). Части оборудования, способные во взрывоопасной атмосфере вызвать взрыв, размещены в герметичной оболочке, которая может выдержать большое давление и таким образом предотвратить распространение взрыва.

Ex-е. Повышенная надежность. При изготовлении прибора применяются повышенные коэффициенты надежности, благодаря чему предотвращается взрыв в случае возникновения искры и/или повышения температуры внутри или снаружи аппарата. При этом в нормальных условиях работы эти риски не реализуются.

Ex-i. Относительная надежность (собственная надежность). В электрической схеме при приемке и нормальной работе аппарата не возникают искры и/или не повышается температура.

Ex-n. Противоискровая защита. Степень защиты электроматериалов такова, что предотвращается возникновение искры и/или повышение температуры при нормальных зафиксированных в приемочных документах условиях работы.

Ex-p. Заполнение оболочки под избыточным давлением. Вну­трен­няя часть прибора заполняется нейтральным газом, предотвращающим воспламенение.

Ex-m. Капсулирование (герметизация компаундом). Все части прибора, способные вызвать искру, заливаются специальной смолой.

Ex-o. Иммерсия (масляное капсулирование). Элект­ро­оборудование или его части погружаются в масло.

Ex-q. Под песком (кварцевое заполнение оболочки). Защитный корпус заполняется песком.

На практике для электромоторов вентиляторов применяются лишь четыре из перечисленных методов защиты, а именно: Ex-p, Ex-d, Ex-е и Ex-n. Вместе с тем для электромоторов существует дополнительный класс защиты Ex-dе, представляющий собой комбинацию классов Ex-d и Ex-е.

Температурные классы

Аппараты и прежде всего вентилятор нагреваются в процессе работы. Начиная с определенной температуры может возникнуть взрывоопасная ситуация. Для того чтобы двигатель вентилятора не мог стать причиной взрыва, нужно выбирать вентилятор нужного температурного класса.Температурный класс указывает, до какой максимальной температуры может нагреваться двигатель вентилятора (табл. 1).

Для оборудования, в котором используется взрывозащита вида Ex-d или Ex-p, имеется в виду внешняя температура корпуса, а для оборудования с взрывозащитой видов Ex-е или Ex-n – внешняя и внутренняя температура на каждой точке оболочки.

Аппараты группы II типа Ex-d и Ex-е делятся на три подгруппы – IIА, IIВ, IIС. Выбор аппарата той или иной подгруппы (с теми или иными конструктивными особенностями) обусловливается потенциально присутствующей взрывоопасной смесью и температурным классом (табл. 2).

                                                                                            * * *

Надеюсь, этот краткий обзор поможет сориентироваться в запутанных обозначениях и классификациях взрывозащиты и выбрать нужный аппарат. 

Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!