Páracsapda elektromos rendszerekbe

Ismert veszélyforrás az elektromos és kommunikációs rendszerekben előforduló páralecsapódás. Jellemzően a kültéri berendezések hideg felületén a levegőben lévő pára kondenzvízzé alakulhat. A berendezés belső fedeléről cseppekben aláhulló vagy a felületen lefolyó csapadék eljuthat a feszültség alatti részekre, amely zárlathoz vezethet. Ez nem csak üzembiztonsági kérdéseket vet fel, de fokozottabb korróziós folyamattal is kell számolni.

A jelenség elleni védekezés elterjedt módszere az érintett terek felfűtése. Ez meggátolja a hideg felületek, s ezáltal a kondenzációs folyamat kialakulását. Viszont az ehhez szükséges energiafelhasználás mértéke rendkívüli, rengeteg energia megy veszendőbe. Erre jó példa a MAVIR ócsai pilot projektje, aminek keretein belül intelligens páramentesítő berendezéssel látta el az egyik alállomásához tartozó szekrényeket. Az alállomáshoz tartozó szekrények fűtésére negyedéves szinten közel 22 MW teljesítményt fogyasztott el, amely az alállomás teljes energiafogyasztásának 41%-át teszi ki. Az intelligens vezérlésnek köszönhetően téli időszakban a szekrények, október 8 – március 23 között, 38 kWh fogyasztást produkáltak, amely a hagyományos szabályozásnál mutatott 276 kWh-nál 238 kWh-val kevesebb. Ezzel az innovációval átlagban heti 900 kWh megtakarítást értek el a korábbi évhez képest, amely éves szinten 46,8 MWh-val kevesebb villamosenergia-felhasználást jelent. A pilot projekt sikerességét követően a MAVIR további szekrényeket látott el intelligens páramentesítő rendszerekkel.

Társaságunk, a JET-VILL Kft. megoldást keresett a helyzet kezelésére. A Műszaki Egyetem segítségével kifejlesztett egy kis költségvetésű, de annál hatékonyabb eszközt.
Az eszközt elhelyezzük a védendő térben. A vezérlő hőmérséklet érzékelők és páraérzékelő segítségével folyamatosan keresi azt a kritikus pontot, ahol kialakulhat a páralecsapódás. A kellő pillanatban beavatkozás történik, ami egy minimális, de elégséges konvekció a belső légtérben, ami addig tart, amig az üzembiztos állapot vissza nem áll. Ez csak egyes napszakokban, illetve párás légköri viszonyok mellett szakaszosan működik. A felhasznált energia mennyisége össze sem vethető a fenti példában magadott jelentős energiafelhasználással. A működés nyomon követhető, adatok nyerhetőek ki az eszközből, bizonyos esetekben még azt is meg lehet visszamenőleg mondani, mikor nyitották ki a berendezés ajtaját.

A gyakorlat megmutatta, hogy vannak esetek, amelyek tovább gondolást igényelnek. Magas IP védettség esetén ugyan nehezen kerül pára a rendszerbe, a berendezésbe, de ha már egyszer bejutott nehezen lehet eltávolítani. Ilyen esetben a fűtés sem segít, hiszen a párát legfeljebb gőzzé alakítjuk, tovább rontva a helyzeten. A legjobb, amit tehetünk, hogy eltávolítjuk a párát a kritikus térből.

El kell érnünk, hogy a pára az általunk elvárt módon és helyen csapódjon ki a levegőből, aminek meghatározott módon kell távoznia a szabadba. Ehhez, egy olyan eszközt választottunk, melynek egyik oldala hűthető szabályozható módon, mégpedig a körülmények által meghatározott kellő pillanatban és ideig. Ezeket a fizikai jellemzőket a peltier elem mutatja. Olyan helyeken találkozunk vele, amire nem is számítanánk: hűtőtáska, ülésfűtés, éjjellátó szemüvegek, lézerfegyverek, vadászgépek stb.

Működése a következő: A peltier elem két kerámia lap közé beépített apró félvezető kockák (P és N cellák felváltva) sorozata, melyeket a kerámia lapkákra kialakított vezető csíkokkal kötnek össze. Ha egyenáramot vezetünk keresztül a peltier elemen, akkor az elektronok az alacsony energiaszintű vezetési sávú, P típusú cellából csak akkor tudnak átlépni a magas energiaszintű vezetési sávval ellátott, N típusú cellába, ha közben energiát vonnak el a környezetüktől, tehát hűtik a csatlakozási pontot. A másik irányú átmenetnél fordítva működik a folyamat.A pára eltávolítására a berendezésekből egy páracsapda került kifejlesztésre. Működése a következő: a peltier elem meleg oldaláról el kell vezetni a keletkező hőt, különben tönkremegy. Ezt egy meleg oldali hűtőbordával és egy ventilátorral lehet megoldani. A hideg oldalra is kell hűtőborda, különben a lapka felszíne igen gyorsan fagypont alá hűl. A hideg oldali hűtőborda felületén kicsapódik a pára, és kondenzvíz formájában lecsorog róla. Ezzel a levegőben lévő páratartalmat csökkentjük. Meg kellett oldani a hűtőbordáról lecsorgó kondenzvíz felfogását, a védett térből történő eltávolítását, hogy az újbóli elpárolgással ne álljon vissza egyhamar a kezdeti állapot.Számos kísérlet és teszt eredményeként egy finoman szabályozott, hatékony beavatkozó eszköz jött létre. Ez a páracsapda. Gondoskodni kellett a vezérlőeszközről is, ez lett a fent említett, már hatékonyan működő készülék. A páracsapda működése – azon belül a hőmérsékletek változása, a lecsapódási folyamat időben történő lefutása, az ehhez szükséges áramfelvételek és fordulatszámok önszabályozási igénye – a vezérlőeszköz tovább fejlesztését tette szükségessé. A páracsapda és az új vezérlő, együtt jelentős előrelépés az elektromos és távközlési berendezések klimatikus védelmében.

A páracsapda beépíthető fém és műanyag szekrényekbe. Az összeépített mezők száma és kivitele határozza meg, hogy elegendő e egy készülék beépítése, szükség van esetleg többre, vagy szükség van a terek további elválasztására a hatékonyság érdekében. A készülék elhelyezése után nincs további teendő, a lecsapódott víz gravitációsan távozik a szabadba. A legnagyobb kihívás és egyben a legérdekesebb beépítési mód a felszín alatti berendezés. A felszín alá rejtett berendezések jellemző alkalmazási példái: rendezvények energiaellátása, erősáramú és kommunikációs hálózati elemek beépítése. Itt minden esetben csak egy légtér van. Ami a kihívást jelenti, hogy a szekrényeket - amiben elhelyezzük a páracsapdát – mozgatjuk, sőt 90 fokban billentjük. A tartályt, a kondenzvíz kivezetését úgy kellett megoldani, hogy mindeközben ne öntsük vissza az elektromos berendezésbe a vizet. Azzal számolunk, hogy az új páracsapda, elődjéhez, a páramentesítő vezérlőhöz hasonlóan rövid idő alatt sikereket fog elérni. Ez nem csak a hazai felhasználásra, hanem az export területekre is érvényes. Belegondolva a világnak számos olyan szeglete van, ahol a magas páratartalom még nagyobb kihívás az elektromos rendszerek számára. Más megközelítésben sokkal biztonságosabb lehet az új, közterületi, felszín alá telepített technológiák alkalmazása. Ez közvetlenül hozzájárul a szebb és élhetőbb környezethez.

Web: www.jet-vill.hu     ▪    Email: info@jet-vill.hu