Quando si carica una batteria si producono per elettrolisi idrogeno e ossigeno che insieme creano una miscela detta «gas tonante», in grado di generare un'atmosfera esplosiva nell'aria circostante. Al temine della fase di carica e soprattutto nella fase di sovraccarica, la formazione di questi gas raggiunge il picco massimo e il pericolo sussiste per circa un'ora anche dopo aver disinserito la corrente.
È possibile evitare la formazione di un'atmosfera esplosiva adottando opportune misure di ventilazione (effetto di diluizione). La concentrazione di idrogeno deve essere mantenuta al di sotto del 4 per cento volume, pari al limite inferiore di esplosività (LIE) per l'idrogeno. Se si rispetta questo requisito, i luoghi in cui si caricano le batterie non sono considerati a rischio di esplosione. Nelle immediate vicinanze delle batterie (distanza inferiore a 1 m) non è sempre garantita la diluizione e pertanto è necessario evitare qualsiasi fonte di innesco.
Per calcolare la potenza necessaria della ventilazione si possono usare due strumenti: uno per le batterie stazionarie e uno per le batterie di trazione (ad es. carrelli elevatori). Per una valutazione esaustiva si prega di consultare le norme SN EN 62485-2 e SN EN 62485-3.
Le batterie stazionarie sono collegate in modo permanente a un caricatore e in molti casi anche a un carico e all'alimentazione elettrica. Sono installate su apparecchi fissi o in locali appositi per svariati usi: nelle telecomunicazioni, per garantire l'alimentazione elettrica senza interruzione (USV), negli impianti di commutazione, nell'alimentazione della corrente di sicurezza o per applicazioni simili.
Inserire i dati. Se non si conosce il valore della corrente che produce gas (Igas), lo si può estrapolare dalla tabella sottostante.
n
Igas
Crt
Q = 0.05 x n x Igas x Crt x 0.001 = m3/h
A = 28 x Q = cm2
A = Sezione delle aperture di ventilazione con ventilazione naturale
Q = Portata d'aria necessaria con ventilazione artificiale
Capacità nominale C10 per celle piombo-acido (Ah) oppure capacità nominale C5 per celle NiCd.
La ventilazione è sufficiente se è soddisfatta una delle seguenti condizioni:
Se si impiegano delle batterie ermetiche a ricombinazione di gas, è possibile dimezzare la portata d’aria.
Batterie al piombo con elementi chiusi Sb < 3 % | Batterie al piombo con elementi sigillati | Batterie NiCd con elementi chiusi | |
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Corrente (carica di mantenimento) Igas [mA per Ah di capacità nominale] | 5 | 1 | 5 |
Corrente (carica rapida) Igas [mA per Ah di capacità nominale] | 20 | 8 | 50 |
Requisiti della portata d'aria per due stringhe di batterie al piombo chiuse di 48V nello stesso locale batterie: ogni stringa con 120 Ah capacità C10. Calcolo in condizioni di esercizio con carica di mantenimento e carica rapida.
Carica di mantenimento totale: Q = 0,05 × 24 × 5 × 120 × 0,001 = 0,72 m3/h per ogni stringa oppure 1,44 m3/h
Carica rapida totale: Q = 0,05 × 24 × 20 × 120 × 0,001 = 2,88 m3/h per ogni stringa oppure 5,76 m3/h
La modalità di carica tradizionale è con tensione costante (curva di carica I-U). Se si applicano altri tipi di carica, la portata d'aria Q deve essere calcolata in base alla corrente massima del caricabatterie.
Inserire i dati:
n
Igas
Q = 0.05 x n x Igas = m3/h
A = 28 x Q = cm2
A = Sezione delle aperture di ventilazione con ventilazione naturale
Q = Portata d'aria necessaria con ventilazione artificiale
La ventilazione è sufficiente se è soddisfatta una delle seguenti condizioni:
Se si impiega un caricatore regolato con valore caratteristico di uscita definito, durante l'ultima fase di carica il valore della corrente di carica è chiaro e univoco? In questo caso, usare questo valore come Igas per calcolare la portata di aria.
Il valore della corrente di carica durante l'ultima fase di carica è forse incerto e si impiega un caricatore regolato multitensione? In questo caso utilizzate per Igas la corrente di fine carica più alta che può fornire l'apparecchio.
Se non è noto questo valore, si prega di chiedere al fabbricante del caricatore qual è il valore della corrente di carica durante l'ultima fase di carica.
Esempio
Una batteria piombo-acido da 48V composta da 24 elementi viene caricata da un caricatore regolato che fornisce una corrente di fine carica di massimo 30 A. Per Igas si può accettare il valore di 30 A. Per ottenere la portata volumetrica necessaria si deve calcolare:
Q = 0,05 × 24 × 30 = 36 m3/h.
Bisogna scegliere per Igas un valore del 40% della corrente di uscita nominale (In) se si impiega un caricatore non regolato.
Igas = 0,4 × In (A)
Esempio
Una batteria piombo-acido da 48V composta da 24 elementi viene caricata da un caricatore non regolato che fornisce una potenza di uscita di 48V/100 A. Il valore per Igas ammonta a 0,4 × 100 = 40 A. Per ottenere la portata volumetrica necessaria si deve calcolare:
Q = 0,05 × 24 × 40 = 48 m3/h.