Reklama
 
 
 
Wymagania bezpieczeństwa dla propanu Zastosowanie w średnich i małych układach chłodniczych przechowalni warzyw
Ocena użytkowników: / 2
SłabyŚwietny 
Data dodania: 22.03.2018

W związku z wymogami ograniczenia zastosowań w technice chłodniczej płynów roboczych o wysokim potencjale tworzenia efektu cieplarnianego, jednym z alternatywnych rozwiązań jest wykorzystanie propanu (R290) jako naturalnego czynnika chłodniczego. Ponieważ propan jest węglowodorem, jego zastosowanie jako czynnika chłodniczego jest związane z przestrzeganiem odpowiednich przepisów bezpieczeństwa. 

 

2017 11 46 1

 

 

Biorąc pod uwagę, że jak dotąd zastosowanie propanu jako czynnika roboczego w układach chłodniczych przemysłowych, bądź chłodnictwa technologicznego, nie jest rozpowszechnione w niniejszym, artykule przybliżone zostały kluczowe zagadnienia dotyczące wymagań bezpieczeństwa.

 

W Polsce zagadnienie bezpiecznego używania propanu regulują następujące akta prawne:

 

  • Dyrektywy ATEX 100a i 137 obowiązujące w całej Unii Europejskiej [1], [2];
  • Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 8.07.2010 w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy, związanych z możliwością wystąpienia w miejscu pracy atmosfery wybuchowej [3];
  • Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7.06.2010 r.w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów [4];
  • Normy PN-EN 378-1, 378-2 i 378-3 [5], [6], [7].

 

 

Przepisy te dotyczące stosowania propanu precyzują wymagania w zakresie bezpieczeństwa i ochrony zdrowia tak na etapie projektowania, wytwarzania urządzeń oraz systemów ochronnych, jak i użytkowania, a także czynności eksploatacyjnych.

 

 

Wybuchowość propanu

 

Propan tworzy z powietrzem o zawartości tlenu objętościowo powyżej 12% mieszaninę wybuchową. Przy naturalnej koncentracji objętościowej tlenu w powietrzu (20,9%) dolna granica wybuchowości występuje przy koncentracji 2,1% propanu w powietrzu, a górna przy 9,5%. Mieszanina powietrza z propanem o koncentracji od 2,1% do 9,5% jest więc mieszaniną palną o dużej szybkości rozprzestrzeniania się ognia, tworząc w wyniku zapłonu kulistą masę ognia. Gdy zostaje zapalona w pomieszczeniach zamkniętych, może doprowadzić do eksplozji. Powstanie mieszaniny wybuchowej nie zawsze wiąże się z jej zapaleniem czy wybuchem. Aby takie zjawisko zaistniało, obok powstania mieszaniny wybuchowej musi wystąpić czynnik inicjujący, który dostarczy niezbędnej energii do zapoczątkowania reakcji.


Do czynników takich zaliczają się:

 

  • nagrzana powierzchnia (temperatura powyżej 470°C);
  • iskra z obwodu elektrycznego;
  • wyładowania atmosferyczne;
  • wyładowania elektrostatyczne;
  • iskra mechaniczna (minimalna energia iskry 0,22 mJ);
  • otwarty płomień;

 

a nawet różne rodzaje promieniowania.

 

 

2017 11 47 1

Rys. 1. Obszar wybuchowości propanu [16]

 

 

Zgodnie z §4 Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 8.07.2010 r. [3], aby zapobiegać wybuchom – należy stosować odpowiednie środki techniczne i organizacyjne, takie jak:

 

  • zapobiegać tworzeniu się atmosfery wybuchowej; 
  • zapobiegać wystąpieniu zapłonu atmosfery wybuchowej; 
  • ograniczyć szkodliwe efekty wybuchu. Należy też systematycznie dokonywać przeglądu ww. środków ochronnych.

 

Zgodnie z §5 w/w Rozporządzenia, urządzenia chłodnicze z propanem powodują, że przestrzeń, w której się one znajdują, jest klasyfi kowana do 2-giej strefy zagrożenia wybuchem. Przestrzeń ta powinna być oznaczona znakiem ostrzegawczym (żółty trójkąt z czarnymi literami EX) i odpowiednim opisem. W trakcie normalnego działania nie występuje atmosfera wybuchowa, a w przypadku jej wystąpienia, utrzymuje się ona przez krótki czas.

 

W celu bezpiecznego przebywania ludzi w strefie wybuchowej powinni zostać oni zapoznani z odpowiednią dokumentacją „zabezpieczenia przed wybuchem”. Dokumentacja ta powinna zawierać wszelkie niezbędne informacje i procedury w celu zapewnienia bezpieczeństwa.

 

 

Uwarunkowania ograniczające ilość propanu w instalacji chłodniczej

 

Propan, ze względu na swoje właściwości palne (klasa 3) i toksyczne (klasa A), jest zaliczany do grupy bezpieczeństwa A3 (wyższa palność, niższa toksyczność). Z powyższego wynika, że ilość tego płynu, jaka może być użyta w urządzeniu chłodniczym, zależy od:

 

1. Klasy pomieszczenia

 

Norma PN-EN 378-1 [5] pod względem bezpieczeństwa osób, które mogą być narażone w przypadku niewłaściwego działania instalacji propanowej dzieli pomieszczenia na: 

 

  • Klasa A – Pomieszczenia ogólnodostępne – obiekty użyteczności publicznej (szpitale, teatry, supermarkety), osoby przebywające nie są zaznajomione z warunkami ochrony osobistej); 
  • Klasa B – Pomieszczenia nadzorowane. Pomieszczenia, w których może się gromadzić tylko ograniczona ilość osób, przy czym niektóre z nich są zobowiązane do zapoznania się z podstawowymi środkami ochrony osobistej (laboratoria, pomieszczenia produkcyjne, budynki biurowe); 
  • Klasa C – Pomieszczenia o kontrolowanym dostępie. Pomieszczenie zamknięte dla ogółu. Dostęp mają jedynie osoby upoważnione. Osoby tam przebywające są zapoznane z podstawowymi środkami ochrony osobistej (maszynownie chłodnicze).

 

2. Usytuowania instalacji chłodniczej 

 

  • w przestrzeni użytkowej (rys. 2A.);
  • sprężarka, zbiornik propanu i skraplacz umieszczone są w maszynowni specjalnej lub przestrzeni otwartej (rys. 2B.); 
  • wszystkie części zawierające propan są umieszczone w maszynowni lub na przestrzeni otwartej (rys. 2C.).

 

 

2017 11 47 2

Rys. 2. Usytuowanie instalacji chłodniczej

 

 

3. Kategorii systemu chłodniczego

 

Systemy chłodnicze sklasyfi kowano według metody przejmowania ciepła z atmosfery lub substancji na: 

 

  • system bezpośredni – gdy parownik znajduje się bezpośrednio w kontakcie z powietrzem (lub substancją), która ma być chłodzona; \
  • system pośredni – gdy parownik ochładza czynnik pośredni, który przenosi ciepło w obiegu zamkniętym obejmującym wymiennik(i) ciepła pozostający(e) w bezpośrednim kontakcie z powietrzem (substancją), które ma być ochładzane.

 

Norma PN-EN 378-1 [5] przewiduje 18 ograniczeń napełnienia w zależności od klasy pomieszczeń, usytuowania urządzenia chłodniczego i kategorii systemu chłodzenia.

 

Oprócz spełnienia powyższego warunku, konieczne jest również spełnienie warunków zawartych w części 3 normy w zakresie usytuowania i ochrony osobistej dla obudów wentylowanych.

 

Biorąc pod uwagę przepisy bezpieczeństwa, wyjątek stanowią fabrycznie wykonane hermetyczne instalacje chłodnicze, trwale zamknięte, zawierające mniej niż 150 g propanu. Można je instalować bez ograniczeń nad poziomem terenu w pomieszczeniach z wentylacją naturalną przeciętnie występującą w pomieszczeniach mieszkalnych i podobnych. Przy instalowaniu tego typu urządzeń poniżej terenu, powinna być zapewniona wentylacja naturalna o większej wydajności, np. przez otwór wyciągowy o powierzchni co najmniej 0,1 m2 wykonanym tuż nad poziomem podłogi (ponieważ ciężar właściwy propanu jest większy od powietrza).

 

 

Tabela 1. Właściwości propanu niezbędne przy określaniu granicznego napełnienia instalacji chłodniczej, wg [5]

2017 11 47 3

 

 

Propan i jego wymagania jako czynnika ziębniczego

 

Pomieszczenia zagrożone wybuchem

 

(...)

 

 

Praktyczna granica stężenia a usytuowanie instalacji

 

(...)

 

 

Wymagania, co do usytuowania i montażu instalacji zawierającej propan

 

(...)

 

 

Warunki usytuowania instalacji ziębniczej

 

 

2017 11 48 1

Fot. pxhere.com

 

 

(...)

 

 

Wymagania dodatkowe

 

(...)

 

 

Wymagania budowlane zawarte w rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. (Dz. U. nr 75/2002) [9]

 

(...)

 

 

Systemy detekcji wycieku propanu 

 

(...)

 

 

Analiza zagadnień elektrycznych 

 

(...)

 

 

Stosowanie zaworów bezpieczeństwa

 

(...)

 

 

Podsumowanie

 

W chwili obecnej istnieją warunki do coraz szerszego używania propanu jako czynnika chłodniczego. Niektórzy producenci wyposażenia chłodniczego wprowadzili dedykowaną propanowi linię produkcyjną. Przeniesienie doświadczenia zdobytego przy budowie i eksploatacji urządzeń w przemyśle petrochemicznym i chemicznym, pozwala w pełni na bezpieczne eksploatowanie urządzeń chłodniczych z propanem jako czynnikiem chłodniczym.

 

W literaturze nie znaleziono wzmianek o zastosowaniu ekologicznych czynników chłodniczych w krajowych instalacjach chłodniczych obsługujących chłodnie składowe warzyw. W praktyce tylko na jednym obiekcie w Polsce (Chłodnia Carota koło Wrocławia) zastosowany został amoniak jako czynnik chłodniczy. Jest to jednak układ bardzo duży, jednostkowy i zastosowane tam rozwiązanie nie może odnosić się do układów chłodniczych średnich i małych.

 

Ostatnio w materiałach handlowych, niektórych zagranicznych fi rm chłodniczych, pojawiły się wzmianki o praktycznym zastosowaniu propylenu, jako czynnika chłodniczego (SRS – FRIGADON), ale jest on proponowany do układów niskotemperaturowych i nie nadaje się do aplikacji w przechowalnictwie warzyw. Inne firmy (ADVANSOR, Q-PLAN) preferują systemy z wykorzystaniem dwutlenku węgla. Ze względu na bardzo wysokie ciśnienia CO2 oraz stosunkowo niską efektywność energetyczną ciągle są to rozwiązania stosowane jednostkowo i nie dotyczą układów chłodniczych dla komór przechowalniczych.

 

Jak dotąd, w Polsce w praktyce stosowano propan i izobutan jako czynnik chłodniczy jedynie w bardzo małych instalacjach chłodniczych – poniżej 150 g (lodówki i zamrażarki domowe). Stąd podejmowana praca ma innowacyjny charakter także w aspekcie zastosowania propanu jako czynnika roboczego w układach chłodniczych obsługujących komory przechowalnicze o małej i średniej pojemności składowej. Warto przy tym zwrócić uwagę, że jednym z kluczowych wymogów bezpieczeństwa jest ograniczenie ilości czynnika roboczego zawartego w układzie chłodniczym. Sprawia to, że układy pośrednie, pozwalające właśnie na uzyskanie tej minimalizacji – są również z tej racji wysoce pożądanym rozwiązaniem.

 

 

 

dr inż. Grzegorz MIZERA
– Instytut Maszyn Przepływowych
im. Roberta Szewalskiego PAN 

 

 

 

LITERATURA:

[1] Dyrektywa UE 99/92/WE, ATEX 137, z dnia 16 Grudnia 1999, Rozporządzenie MGPiPS z dnia 29 maja 2003, Dz.U. WE zał nr 1 NR 05/t.3 str 414-421.

[2] Dyrektywa UE 94/9/EC, ATEX 100 z dnia 23 Marca 1994 Rozporządzenie MGPiPS z dnia 28 lipca 2003 z póź. zm z dnia 08.07. 2010 (Dz. U. Nr 138 poz. 931) .

[3] Rozporządzenie Ministra Gospodarki, w sprawie minimalnych wymagań, dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy związanych z możliwością wystąpienia w miejscu pracy atmosfery wybuchowej, Dz.U. nr 138 poz. 931 z dnia 08.07.2010.

[4] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7.06.2010. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów Dz. U. nr 109 poz. 719 z dnia 07.06.2010.

[5] PN-EN 378-1: 2002/A1:2004 Instalacje ziębnicze i pompy ciepła. Wymagania dotyczące bezpieczeństwa i ochrony środowiska. Część 1: Wymagania podstawowe, definicje, klasyfi kacja i kryteria wyboru, Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 30 grudnia 2004 r., (Dz.U.2005.011.86).

[6] PN-EN 378-2: 2002/Ap1:2005 Instalacje ziębnicze i pompy ciepła. Wymagania dotyczące bezpieczeństwa i ochrony środowiska. Część 2: Projektowanie, budowanie, sprawdzanie, znakowanie i dokumentowanie, Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 grudnia 2005 r., (Dz.U.2005.263.2200).

[7] PN-EN 378-3: 2002/A1:2004 Instalacje ziębnicze i pompy ciepła. Wymagania dotyczące bezpieczeństwa i ochrony środowiska. Część 3: Usytuowanie instalacji i ochrona osobista, Ustawa z dnia 21 grudnia 2000 r. o dozorze technicznym, (Dz.U.2000.122.1321).

[8] PN-EN 1127-1 Atmosfery wybuchowe – Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem Dz.U UE (2014/C 76/04) z dnia 14-03-2014.

[9] Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r.(Dz. U. nr 75/2002).

 

 

PODOBNE ARTYKUŁY:

Reklama

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

  • Pompy ciepła 2018

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2018

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

  • Pompy ciepła 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2015

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2016

  • Pompy ciepła 2014

Reklama

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.