Тепловой дифференциальный пожарный извещатель: описание модели

Извещатель пожарный тепловой дифференциальный – это, по определению НПБ 85-2000 о требованиях, регламентах испытаний тепловых датчиков, извещатели, способные автоматически формировать тревожное сообщение о возникновении очага возгорания при быстром нарастании температуры воздушной среды в защищаемом помещении; технологическом, инженерном отсеке, корпусе, нише, коммуникации, превышающей установленное для данного изделия пороговое значение роста, измеряемое в градусах Цельсия за минуту.

В отличие от максимальных тепловых извещателей, дифференциальные тепловые не имеют точной температуры срабатывания датчика, выдавая сообщение о происшедшем событии – резком нарастании температуры воздуха в подпотолочном пространстве защищаемого помещения или внутри коммуникации, технологического канала, колодца; шахты лифта; табеля складированной товарной продукции.

При горении пожарной нагрузки открытым пламенем, минуя фазы пиролиза, длительного тления, дымообразования, дифференциальные тепловые устройства обнаружения пожара позволяют обнаружить его на гораздо более раннем этапе развития, чем максимальные извещатели, фиксирующие определенную для каждого изделия температуру; тогда, когда огонь уже вырвался на волю и сдержать его с помощью первичных средств пожаротушения, при отсутствии стационарных систем пожаротушения, бывает крайне сложно.

Нормативные требования к извещателям

Среди нормативных требований, включая СП 5.13130.2009 о проектировании автоматических систем/установок сигнализации, тушения пожаров, к точечным и линейным дифференциальным тепловым извещателям, можно выделить следующие моменты:

• Средняя продолжительность эксплуатации дифференциального извещателя с электропитанием – не меньше 60 тыс. часов, без потребления электротока – от 200 тыс. часов при круглосуточной непрерывной работе, что показывает высочайшую степень надежности устройств подобного типа.
• Срок службы: средний от 10 лет, максимальный – неограничен нормами.
• Так же, как и максимальные извещатели они необходимы для защиты помещений, возникновение очагов пожара, в которых будет характеризоваться огромным количеством выделяемого тепла.
• При расстановке дифференциальных извещателей необходимо учитывать влияние на них резких перепадов температуры в защищаемых помещениях, мощных тепловых потоков от технологического, отопительного оборудования, работающих электроустановок; а также обязательный монтаж на расстоянии не меньше 1 м от отверстий на коробах, решетках воздуховодов приточно-вытяжной вентиляции, способных привести к ложным срабатываниям.
• Если точечные дифференциальные датчики, так же, как и максимальные, монтируют на потолках защищаемых помещений, то линейные тепловые их аналоги допустимо прокладывать непосредственно в контакте с горючими материалами или под перекрытием коммуникационных тоннелей, галерей, коридоров, технических подполий, этажей на расстоянии не меньше 25 мм; при защите складских, логистических комплексов со стеллажным хранением – по верху ярусов товарной продукции или непосредственно стеллажей.
• Так же, как и максимальные тепловые извещатели они имеют аббревиатуру ИП 10Х, где Х – это указание принципа действия датчика. Кроме того, им присваивается класс R Этот индекс в маркировке на корпусе извещателя, в сопроводительной документации на изделие, указывает, что оно относится к дифференциальным устройствам обнаружения пожара.
• Такие устройства могут использоваться для защиты помещений с низкой температурой воздушной среды, высокой влажностью воздуха, где использование других видов извещателей нецелесообразно из-за выходов из строя в результате образования конденсата, инея, изморози на чувствительных элементах датчиков.

Следует отметить значительный недостаток дифференциальных тепловых извещателей – они не предназначены для обнаружений пожаров с медленным развитием процесса горения от тления до фазы открытого огня, характеризующимся низкой скоростью повышения температуры воздуха в защищаемом помещении. Для установки внутри таких объектов больше подойдут аспирационные, газовые или дымовые пожарные датчики.

Принцип действия дифференциального извещателя

Фактически дифференциальные извещатели – это второе поколение технического совершенствования, развития тепловых автоматических устройств быстрого обнаружения очагов открытого огня с высокой теплоотдачей, характеризующееся следующим однозначным контролируемым признаком обнаружения пожара – по скорости нарастания температуры от 1 до 30 градусов ℃ в минуту; при этом минимальное время срабатывания подобных датчиков – 20 с, а максимальное – 2420/2760 в зависимости от класса дифференциальной характеристики изделия.

По форме/конфигурации площади помещения, отсека, части коммуникации, контролируемой дифференциальным тепловым извещателем, они относятся к следующим типам изделий:

• Точечным.
• Многоточечным.
• Линейным.

Принцип действия, способ обнаружения очага возникновения открытого огня внутри защищаемых помещений основан на постоянном текущем измерении разницы температуры между двумя термоэлементами, размещенными следующим образом:

• Один – внутри корпуса, являясь своеобразной точкой отсчета для подобного вида устройств фиксации факта возгорания.
• Второй – на внешней стороне корпуса, быстро нагревающийся при нарастании температуры газовоздушной среды во время возникновения очага пожара.

Именно таким образом происходит измерение разницы между температурой, внутри практически герметичного корпуса и внешней средой, а при достижении порогового значения такого изменения/нарастания температуры воздуха; с помощью дифференциального усилителя электрических сигналов формируется тревожное сообщение от извещателя, поступающее на прибор пожарной сигнализации или блок контроля/управления пожаротушением.

Такой тип тепловых пожарных извещателей используется при проектировании, построении схем установок/систем автоматической сигнализации для складских, общественных, административных объектов; а также зданий цехов, производств промышленных предприятий с технологическим процессом, не характеризующимся резкими перепадами температуры в защищаемых помещениях.

Извещатель пожарный дифференциальный внешне мало или вовсе ни чем не отличается от своих «собратьев» по виду устройств обнаружения возгорания – максимального или максимально-дифференциального теплового датчика.

Блок схема дифференциального теплового извещателя

Для справки: Дифференциальный тепловой извещатель, блок-схема которого приведена на рисунке, содержит два терморезистора в одном плече резистивного моста. Причем второй терморезистор находится в середине извещателя и защищен от прямого контакта с воздухом. При быстром повышении температуры сопротивление второго терморезистора не успевает уменьшиться, напряжение на входах компаратора возрастает и достигает порога открывания транзисторов этого компаратора при температуре ниже минимальной температуры срабатывания. При медленном повышении температуры сопротивления терморезисторов уменьшаются пропорционально друг другу, поэтому не будет увеличиваться разность потенциалов на входах компаратора. Такой извещатель может вовсе не сработать при квазистатическом росте температуры. Применение такого решения может обернуться трагедией, поэтому чисто дифференциальные тепловые извещатели нецелесообразно использовать. Рекомендуется обратить внимание на тепловой максимально дифференциальный извещатель.

Конструкция дифференциального извещателя

• Корпус из пластика для извещателей, чья эксплуатация будет проходить при нормальных условиях; из металла – для взрывозащищенных изделий для установки в помещениях, имеющих категорию по взрывопожарной опасности.
• Датчик из двух термочувствительных элементов.
• Крепежная фурнитура для подсоединения проводов.

Следует отметить два важных момента, касающиеся дифференциальных тепловых извещателей:

• Из-за более сложного устройства, наличия электронных компонентов, их стоимость сопоставима с ценой недорогих дымовых извещателей.
• В настоящее время они активно заменяются более эффективными максимально-дифференциальными тепловыми извещателями.

Часть материалов из статьи: Баканова Владимира Викторовича, издание: Алгоритм безопасности №3, 2012.

Тепловые пожарные извещатели: выбор типов и классов

1. Статьи
2. Как выбрать пожарный извещатель
3. Тепловые пожарные извещатели: выбор типов и классов

Исторически сложилось так, что тепловые пожарные извещатели стали и долгое время оставались самыми массовыми извещателями в системах пожарной сигнализации. Благодаря простой конструкции, неприхотливости в обслуживании, а главное — дешевизне

В тепловых пожарных извещателях используются тепловые сенсоры, построенные на широко известных физических законах и закономерностях, таких как изменение линейных размеров от температуры, закон Кюри для ферромагнетиков, температурные зависимости фазовых состояний некоторых материалов, температурные зависимости полупроводников и т.д. Выбор типа сенсора для пожарного из вещателя определяется в первую очередь статической температурой изменения состояния (пороговой температурой срабатывания) и инерционностью этого элемента. Именно эти параметры теплового пожарного извещателя ГОСТ 26342-84*1 определял как параметры назначения Запаздывание теплового сенсора максимального теплового извещателя, находящегося в воздушном потоке, и требования по более раннему выявлению пожара привели к созданию дифференциальных извещателей, а затем и максимально-дифференциальных извещателей.

Эволюция

На первых порах широко применялись пассивные тепловые максимальные пожарные извещатели с нормально замкнутыми контактами, имеющими фиксированную температуру сработки и значительную инерционность. Один из таких извещателей — МАК-1 — представлен на рис. 1

Такие извещатели не имели встроенного индикатора пожарной тревоги, не было и никакой индикации дежурного режима работы. Согласно действующей классификации выделяют несколько типов тепловых пожарных извещателей данной группы:

• ИП103 — с использованием эффекта линейного расширения тел;
• ИП104 — с использованием низкотемпературных плавких сплавов;
• ИП105 — с использованием герконов и ферромагнетиков с низкой температурой Кюри.

С появлением НПБ 762 возникли требования о необходимости индикатора красного цвета для отображения состояния пожарной тревоги и о восстанавливаемости пожарного извещателя При этом конструкция тепловых извещателей не сильно изменилась. Модернизированный тепловой извещатель МАК-1 содержал последовательно соединенные диод, светодиод, терморезистор ТРП 68 и стабилитрон. Как располагались добавленные элементы, видно на рис. 2.

Революция

В ГОСТ Р 53325-20093 появилось требование об индикации дежурного режима работы. Оно уже однозначно решает судьбу пассивных тепловых извещателей. Вместо них на рынок приходят новые микроэлектронные устройства, которые в дежурном режиме работы потребляют незначительное количество энергии, но выполняют функции, оговоренные стандартом В качестве сенсоров используются миниатюрные полупроводниковые датчики, что позволяет реализовать технические параметры изделия с высокой точностью программным путем. Эти изделия — а точнее, извещатели пожарные тепловые точечные (ИПТТ) — могут выпускаться разных температурных классов, а также быть съемными и несъемными. Внешний вид таких изделий представлен на рис. 3-6.

Съемные ИПТТ мало чем отличаются по конструкции от дымовых пожарных извещателей соответствующих производителей. Нет никаких различий ни в схемах подключения, ни в электрических режимах эксплуатации. Что, в свою очередь, позволяет без существенных затрат произвести замену дымовых пожарных извещателей на тепловые и наоборот.

Для максимальных и максимально-дифференциальных извещателей ГОСТ Р 53325 предусматривает 10 температурных классов. Температура срабатывания этих ИПТТ должна быть указана в технической документации производителя на ИПТТ конкретного типа и находиться в пределах, определяемых их классом. Это означает, что возможно производство извещателей либо с фиксированной температурой срабатывания, либо с температурой срабатывания, находящейся в определенном диапазоне значений. Главное, чтобы этот диапазон значений находился между минимальной и максимальной температурами срабатывания для выбранного класса. Каждому классу соответствует определенное буквенно-цифровое обозначение, которое должно маркироваться на каждом изделии.

Неочевидный выбор

У специалистов проектных и инсталлирующих организаций возникает естественный вопрос: на каких объектах должны устанавливаться тепловые пожарные извещатели одного класса, а на каких — другого? Но даже доскональное изучение СП 5.131304 не дает однозначного ответа на этот вопрос. Все, что могло быть собрано разработчиками свода правил по этому вопросу, выражено в п. 13.1.6, который гласит:

«13.1.6 При выборе тепловых пожарных извещателей следует учитывать, что температура срабатывания максимальных и максимально-дифференциальных извещателей должна быть не менее чем на 20 °С выше максимально допустимой температуры воздуха в помещении».

А собрано было это требование из строительных норм и правил прошлого века, когда о том, что ИПТТ должны соответствовать температурным классам, никто и предположить не мог Так, в СНиП 2.04.095 имелся п. 4.1 3, который и скопировали в СП 5.1 31 30.

«4.13. Температура срабатывания максимальных и максимально дифференциальных извещателей должна быть не менее чем на 20 °С выше максимальной допустимой температуры в помещении».

Возможно, что это требование было существенным во времена, когда действовал ГОСТ 26342 и пороги срабатывания тепловых извещателей выбирались из ряда 50, 60, 70, 80, 90, 100, 1 20, 140, 1 60, 180, 200, 250 «С. Но для всех сертифицированных по ГОСТ Р 53325 тепловых пожарных извещателей требование п. 13.1.6 СП 5.13130 выполняется автоматически, так как минимальная температура срабатывания любого ИПТТ превышает 54 °С.

Объясняется это следующим образом: «максимально допустимая температуры воздуха в помещении» и «максимальная нормальная температура среды» для выбранного класса извещателя — по сути, это разные понятия, которые определяют величины температур в разных местах одного и того же помещения.

По СанПиН 2.2А5486, максимально допустимая температура воздуха в помещении может находиться в пределах значений от 25,1 до 28 °С, и измеряется она на максимальной высоте от уровня пола 1,5 м. А максимальная нормальная температура характеризует температуру в месте расположения пожарных извещателей, то есть под перекрытием.

Таким образом, выполнение требования п. 13.1.6 СП 5.1 31 30 для любого современного теплового пожарного извещателя, имеющего сертификат соответствия, подтверждается простым вычислением:

54-28 = 26°С и 26 °C > 20°С.

Не надо быть специалистом-теплотехником, чтобы понять: если в помещении на уровне 1,5 м от пола температура 28 °С, то под перекрытием температура будет значительно выше, но насколько? Ответ на этот вопрос может быть дан только специалистом после изучения и обследования помещения. Например, в американском стандарте NFPA 72 рассматриваются случаи, когда температура под перекрытием достигает значения 50 °С в результате нагревания воздуха солнечными лучами Проникают лучи через крышу помещения, которая выполнена из прозрачных материалов. В то же время на уровне пола и на высоте 1,5 м от пола она имеет значение только 20 °С. Такое явление часто наблюдается в крупных торговых центрах, когда система приточно-вытяжной вентиляции располагается на среднем уровне по высоте помещения, а солнечные лучи обеспечивают нагрев воздуха в верхней части помещения за счет парникового эффекта.

Величины температур: что важно

Разберемся теперь с понятием «максимальная нормальная температура среды». В ГОСТ Р 53325 имеется такое определение:

«3.36. Максимальная нормальная температура: температура на 4 °С ниже минимальной температуры срабатывания ИПТ конкретного класса».

Других пояснений просто не имеется.

В EN 54-58 аналогичному параметру имеется более подробное объяснение:

«Максимальная температура применения (maximum application temperature) — максимальная температура, которая, как ожидается, будет действовать на установленный извещатель на протяжении коротких периодов времени при отсутствии условий пожара».

И далее следует примечание, полностью соответствующее вышеприведенному определению по ГОСТ Р 53325.

Подобные расхождения наблюдаются и в определениях условно нормальной температуры среды и нормальной температуры применения Так, в ГОСТ Р 53325 читаем:

«3.58. Условно нормальная температура: температура на 29 °С ниже минимальной температуры срабатывания ИПТ конкретного класса».

А в EN 54-5 имеем иную трактовку:

«3.1. Нормальная температура применения (typical application temperature) — температура, которая, как ожидается, будет действовать на установленный извещатель на протяжении длительных периодов времени при отсутствии условий пожара».

В примечании, следующем за этим определением, говорится, что эта температура будет на 29 °С ниже минимальной статической температуры срабатывания в соответствии с классом, обозначенным на извещателе.

Теперь, пользуясь фактом гармонизации российского стандарта ГОСТ Р 53325 с европейским EN 54-5 в части тепловых точечных пожарных извещателей, можно утверждать, что максимальная нормальная температура среды — это максимальная температура, действующая на установленный извещатель на протяжении коротких периодов времени, при которой извещатель не срабатывает.

Получается так, что проектировщик системы пожарной сигнализации, выбирая тепловые максимальные извещатели должен знать величины условно нормальной и максимальной нормальной температур среды (в местах установки извещателей), а не просто максимально допустимой температуры воздуха в помещении, измеряемой на высоте 1,5 м от пола.

Обнаружение возгорания на ранней стадии

Класс пожарного теплового извещателя при проектировании выбирается так, чтобы минимальная температура срабатывания была на 5-30 °С выше максимальной нормальной температуры среды Чем значительнее эта разница, тем меньше будет вероятность ложных срабатываний. Но, с другой стороны, каждый опытный ГИП (главный инженер проекта) знает, что с увеличением этой разницы снижается вероятность обнаружения возгорания на самых ранних стадиях.

Ускорить процесс обнаружения возгорания на самых ранних стадиях может применение максимально-дифференциальных извещателей Эти извещатели устроены так, что при быстром повышении температуры температура срабатывания извещателя понижается. Маркируются такие извещатели дополнительным индексом R, который добавляется к маркировке температурного класса.

Максимально-дифференциальные тепловые пожарные извещатели специально разрабатываются для того, чтобы они имели свойства срабатывания с упреждением благодаря применению специальных схем и элементов соответствующей температурной зависимости. Зависимость температуры срабатывания максимально-дифференциальных тепловых извещателей класса A2R от скорости роста температуры приведены на рис. 7.

Из представленного графика зависимостей видно, что при скоростях повышения температуры выше 10 °С/мин и при начальной температуре 5 °С максимально-дифференциальные извещатели могут срабатывать уже при температуре 25 °С и выше.

В европейском стандарте Н CEN/TS 54-149, регламентирующем применение элементов пожарной сигнализации, есть оговорка о том, что тепловые максимально-дифференциальные извещатели «пригодны для применения в условиях, когда температура окружающей среды низкая или меняется медленно, однако максимальные тепловые пожарные извещатели пригодны для использования в условиях, когда окружающая температура может быстро меняться в течение коротких промежутков времени».

А в европейском стандарте EN 54-5 имеется указание, что извещатели с индексом R особенно подходят для использования в неотапливаемых помещениях, где температура окружающей среды (напоминаю: в месте расположения извещателей) может широко меняться, но высокие скорости повышения температуры не поддерживаются на протяжении длительных промежутков времени.

Таким образом, для правильного выбора теплового извещателя проектировщику нужно знать, помимо максимальной нормальной и условно нормальной температур среды, еще и возможные скорости роста температуры в месте расположения из вещателей

Примером эффективного применения максимально-дифференциальных извещателей могут служить обстоятельства, когда в естественных условиях быстрого повышения температуры в помещении не наблюдается, а использование обычного максимального теплового извещателя самого распространенного класса А2 приводит к ложным срабатываниям; с другой стороны, применение максимальных извещателей классов A3 или В существенно снижает вероятность обнаружения возгорания на ранней стадии В этом случае целесообразно использовать максимально-дифференциальные извещатели класса BR.

Чисто дифференциальные тепловые извещатели не имеют права на существование потому, что они не позволяют выявить пожары, которые развиваются очень медленно. Пожалуй, вообще невозможно найти такой объект, который требует для защиты только дифференциальные тепловые извещатели. Вероятность постепенного развития пожара на большинстве объектов очень высока, а это требует использования максимально-дифференциальных тепловых пожарных извещателей.

Помещения с повышенной температурой

А какими извещателями защищать помещения, «если в зоне контроля в случае возникновения пожара на его начальной стадии предполагается тепловыделение и применение извещателей других типов невозможно из-за наличия факторов, приводящих к их срабатываниям при отсутствии пожара»? Например, в котельных, на кухнях заведений общественного питания, в чердачных помещениях с металлическим покрытием и других использование дымовых пожарных извещателей практически невозможно из-за наличия факторов, приводящих к их срабатываниям при отсутствии пожара. Да и обычные тепловые извещатели нельзя применять из-за реально возможных больших скоростей повышения температуры на таких объектах.

Европейский стандарт EN 54-5 предусматривает применение на таких объектах тепловых пожарных извещателей разных температурных классов с дополнительным индексом S. В примечании 1 к п. 4.2 указанного документа говорится:

«Извещатели с индексом S не срабатывают ниже минимальной статической температуры срабатывания, указанной в классификации, даже при высокой скорости роста температуры воздуха».

Стандарт предусматривает для таких извещателей дополнительные испытания. Во время испытаний образец извещателя должен быть стабилизирован при температуре, указанной в таблице в соответствии с классом. После стабилизации образец должен быть перемещен за время, не превышающее 10 с, в поток воздуха со скоростью 0,8 м/с (массовый эквивалент при 25 °С) и с температурой, указанной в таблице. Образец должен быть в потоке воздуха не менее 10 мин, при этом регистрируют любое срабатывание образца за это время или в течение перемещения. Извещатель не должен срабатывать.

Проблема гармонизации стандартов

Так как извещатели с индексом S являются прямым антиподом максимально-дифференциальных извещателей, то можно было бы по аналогии назвать их максимально-интегральными тепловыми извещателями При анализе данных, приведенных в таблице, видно, что такие ИПТТ не срабатывают при резком температурном перепаде в 45 °С, когда абсолютное значение воздействующей температуры всего на 4 °С меньше минимальной температуры срабатывания ИПТТ конкретного класса.

Но ГОСТ Р 53325 извещателей таких классов не предусматривает, а поэтому никто в России их не производит. Но разве это означает, что в России нет объектов, которые надо было бы защищать тепловыми извещателями с дополнительным индексом S?

Правильнее было бы внести предложение по корректировке государственного стандарта исключить чисто дифференциальные ИПТТ, как изделия повышенной пожарной опасности, и ввести в стандарт максимально-интегральные ИПТТ (с дополнительным индексом S). Тем самым еще больше гармонизируя российский и европейский стандарты. Ведь негоже не замечать существующую проблему, как тот страус, который зарывает голову в песок при назревающей опасности.

___________________________________________
1 ГОСТ 26342–84* «Средства охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Типы, основные параметры и размеры».
2 НПБ 76–98 «Извещатели пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний».
3 ГОСТ Р 53325–2009 «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования. Методы испытаний».
4 СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования».
5 СНиП 2.04.09-84 «Пожарная автоматика зданий и сооружений».
6 СанПиН 2.2.4.548–96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. Санитарные правила и нормы».
7 NFPA 72 National Fire Alarm Code 2002 Edition.
8 EN 54-5:2000. Fire Detection and Fire Alarm Systems – Part 5. Heat Detectors – Point Detectors.
9 СEN/TS 54-14:2004. Fire Detection and Fire Alarm Systems – Part 14 Guidelines for Planning, Desining, Installation, Commissioning, Use and Maintenance.

Опубликовано: Журнал «Системы безопасности» #4, 2012

Извещатель тепловой максимально-дифференциальный: описание

Извещатель пожарный тепловой максимально-дифференциальный – сегодня это третий этап технического развития, усовершенствования такого вида оконечных устройств для установок, систем автоматической сигнализации, быстросрабатывающих на тепловые проявления очага возгорания.

Если максимальные тепловые датчики срабатывают при нагреве воздуха в пространстве под потолком защищаемого помещения при строго определенной, заданной при производстве в заводских условиях, температуре воздуха; а дифференциальные извещатели реагируют на определенную динамику повышения температуры; то максимально-дифференциальные «тепловики» способны работать по обоим характерным признакам возникновения очага пожара.

Это на практике означает, что они довольно чутко реагируют на любое, даже незначительное изменение температуры газовоздушной среды внутри защищаемого объекта, чего раньше можно было добиться лишь установкой в помещениях защищаемых объектов рядом двух видов тепловых датчиков, что как дорого по материалам и монтажным работам, так и не всегда целесообразно из-за дублирования, усложнения систем.

Согласно НПБ 85-2000 таким пожарным извещателем является тепловой датчик, который совмещает в одном корпусе функциональность двух предыдущих типов устройств – максимального, теплового извещателя.

Технически в конструкции такого типа изделия имеются два раздельных канала – максимальный и дифференциальный для определения характерных признаков.

В ГОСТ Р 53325-2012 о требованиях к техническим средствам противопожарной автоматики указано существенное уточнение механизма функционирования максимально-дифференциального теплового устройства о том, что такое детектирование/срабатывание производится не одновременно; а по логической схеме «ИЛИ», т.е. по достижению критической/пороговой температуры воздуха или по определенной/заданной скорости ее нарастания в защищаемом помещении.

Исходя из этих данных о техническом составе, конструкции устройств обнаружения возгорания подобного типа, можно с уверенностью отнести максимально-дифференциальные датчики к комбинированным пожарным извещателям; более эффективным, чем их предшественники, сокращающих расходы на приобретение и монтаж при создании систем, установок АПС.

Примеры моделей извещателей тепловых максимально дифференциальных

Типы максимально-дифференциальных извещателей

Существуют три типа тепловых максимально-дифференциальных автоматических устройств обнаружения пожаров внутри защищаемых помещений, технологических, инженерных коммуникаций:

• Аналоговый максимально-дифференциальный тепловой датчик обеспечивает текущую информацию о значении температуры в защищаемом помещении.
• Извещатель тепловой адресный максимально-дифференциальный. Он имеет индивидуальный адрес, что присваивается ему при проведении монтажно-наладочных работ пожарной сигнализации, а так же при настройке и отладке адресных приборов.

В отличие от не адресных извещателей установок АПС использование таких датчиков позволяет безошибочно определять место возникновения очага пожара без визуального контроля предполагаемого места его возникновения, руководствуюсь показаниями на табло приборов АПС; мониторе АРМ пожарного поста, пульта наблюдения, диспетчерской предприятия, организации.

• Максимально-дифференциальный адресно-аналоговый тепловой датчик, так же, как и другие устройства, предназначенные для работы в составе адресно-аналоговых установок АПС, позволяет создавать сложные; но весьма эффективные схемы обнаружения очагов пожара непросто по срабатыванию одного или двух пожарных извещателей, как в традиционных или адресных установках АПС.

Принятие решения приборами/блоками контроля, управления о тревожном сообщении, подачи сигнала на включение интегрированных систем пожаротушения, дымоудаления, подачи воздуха, включения пожарных насосов/станций происходит по совокупности изменения параметров температуры в текущем времени.

Следует знать: при проектировании установок АПС, автоматического тушения пожаров с использованием в схемах тепловых извещателей любого типа, включая максимально-дифференциальные датчики, руководствуясь СП 5.13130.2009: зона участка помещения, что контролируется одним тепловым дифференциальным датчиком не превышает 25 м² при высоте до потока до 3, 5 м; 15 м², если она 6–9 м; при этом расстояние между датчиками не должно быть больше 5 и 4 м соответственно.

Согласно НПБ 85-2000 инерционность максимально-дифференциальных датчиков при повышении от нормальной температуры 25℃ в защищаемом помещении со скоростью 5℃/мин должна быть 120 с – минимально, 500 с – максимально; при 10℃/мин – 60 и 242 с; при 20℃/мин – 30 и 90 с; при 30℃/мин – 20 и 60 с соответственно до срабатывания.

Принцип работы

• Выбор при формировании тревожного извещения между двумя каналами обнаружения возгорания происходит в текущем времени в зависимости от того, как развивается процесс горения – быстро с переходом в активную фазу открытого пламени, что приводит к срабатыванию максимального датчика извещателя; при постепенном развитии, непрерывном нарастании температуры – дифференциального канала.
• Такое раздельное детектирование стало возможным из-за объединения в одном корпусе изделия двух разных по физическим свойствам, техническим параметрам видов тепловых датчиков.

Более подробно это можно объяснить так:

• Максимальный канал не реагирует на как медленный, так и быстрый рост температуры внутри защищаемого объекта до достижения критического/порогового значения, «прописанного» в различных разновидностях чувствительного элемента датчика – каплях легкоплавкого припоя, биметаллических пластинах, герконах, металлических сплавах с «памятью формы», полупроводниках.
• В нормальных условиях эксплуатации максимально-дифференциального извещателя, при одинаковой температуре внутри и снаружи извещателя, электрический ток, проходящий через оба термоэлемента дифференциального канала, имеет равные значения.
• При нагреве во внешнем элементе значение силы тока растет, а во внутреннем остается неизменным.
• Дифференциальный усилитель фиксирует эту нарастающую разницу, и при достижении заданного в заводских условиях при производстве изделия порогового значения роста температуры, формирует и отправляет тревожное сообщение о пожаре.

Блок схема теплового максимально дифференциального извещателя ИП-101-2

При медленном повышении температуры в таком извещателе сопротивление терморезисторов уменьшается пропорционально друг другу, как и в предыдущей схеме, но благодаря дополнительному резистору возрастает разность потенциалов на входах компаратора. Поэтому такой извещатель срабатывает при достижении заданного порога срабатывания и в случае быстрого нарастания температуры.

Для справки: При отсутствии напряжения питания даже на короткое время (10-50 мс) бистабильные элементы таких извещателей не сохраняют состояние пожарной тревоги, когда температура воздуха у сенсоров уменьшается до максимальной температуры использования.

Конструкция максимально-дифференциального извещателя

Включает:

• Корпус изделия из пластика, по размерам, приближающийся или равный, дымовому пожарному извещателю, что не удивительно, ведь в нем волею, искусством ученых/изобретателей, инженеров-конструкторов вместилось два типа тепловых устройств обнаружения возгорания.
• Два датчика/чувствительных элемента – максимального и дифференциального канала.
• Электронные элементы – усилители сигналов, микроконтроллеры, обеспечивающие синхронизацию, контроль, управление устройством.
• Выносная оптическая индикация согласно требованию НПБ 76-98.
• Электрические контакты с крепежом для подсоединения проводов.

Подводя итог рассмотрения принципа действия, конструкции максимально-дифференциального извещателя можно сказать, что если появление дифференциальных в дополнение к максимальным датчикам можно назвать эволюцией; то объединение их в единый комплекс достойно считать революцией в техническом развитии такого вида автоматических устройств обнаружения пожара, что привело к резкому повышению их эффективности, росту востребованности при проектировании, создании новых установок АПС; а также к замене устаревших типов извещателей в ходе реконструкции систем противопожарной автоматики.

Часть материалов из статьи: Баканова Владимира Викторовича, издание: Алгоритм безопасности №3, 2012.

404 Not Found

Средства и системы охранно-пожарной сигнализации

Средства и системы охранного телевидения

Средства и системы контроля и управления доступом

Домофоны и переговорные устройства

Средства и системы оповещения, музыкальной трансляции

Источники питания

Средства пожаротушения

Взрывозащищенное оборудование

Шкафы, щиты и боксы

Сетевое оборудование

Кабели и провода

Системы диспетчерской связи и вызова персонала

Электрооборудование

Умный дом

Оборудование СКС

Инструменты

Монтажные и расходные материалы

Типовые решения

Еще

Весь каталог

404 Not Found

Средства и системы охранно-пожарной сигнализации

Средства и системы охранного телевидения

Средства и системы контроля и управления доступом

Домофоны и переговорные устройства

Средства и системы оповещения, музыкальной трансляции

Источники питания

Средства пожаротушения

Взрывозащищенное оборудование

Шкафы, щиты и боксы

Сетевое оборудование

Кабели и провода

Системы диспетчерской связи и вызова персонала

Электрооборудование

Умный дом

Оборудование СКС

Инструменты

Монтажные и расходные материалы

Типовые решения

Еще

Весь каталог

типы, применение, плюсы и минусы

Наверняка многие видели так называемые точечные светильники, чаще всего используемые для освещения офисных, торговых и административных помещений, а также прихожих, коридоров, ванных, туалетных комнат в квартирах, жилых домах. Точечные ИП имеют с ними довольно много общего, т.к. подобно освещению ими ограниченного небольшого участка помещения, чаще всего в форме круга; тепловые, дымовые извещатели также контролируют только компактную зону, различающуюся по площади в зависимости от ряда нескольких факторов.

Эту зону по площади формируют собственно технические возможности/характеристики каждого конкретного серийного ИП, а также высота установки, настройка чувствительности датчика, особенности конструкции перекрытия/покрытия здания/сооружения, потолка помещения или пожарного отсека, наличия на них выступающих элементов.

К точечным извещателям относится подавляющее большинство подобных устройств для обнаружения первых признаков начинающегося пожара – появления дыма, резкого повышения температуры в помещении, вполне успешно справляющихся с такими задачами.

К такой разновидности датчиков также причисляют ручные пожарные извещатели, установленные в разных точках на этажах/отметках защищаемого объекта, и предназначенные для подачи сигнала тревоги теми, кто визуально первым обнаружил признаки возгорания.

Следует знать, что кроме точечных, существуют также линейные пожарные извещатели, необходимые там, где традиционные устройства не справляются. Это здания с большой высотой, длиной или шириной; сложной архитектуры, с уникальной исторической или современной уникальной/дорогостоящей отделкой интерьера помещений зданий, различных сооружений.

Примеры точечных извещателей

Типы (виды) точечных извещателей

Для проектирования, монтажа установок АПС, стационарных систем пожаротушения используются следующие точечные пожарные извещатели, предназначенные для обнаружения очага пожара в ограниченной по площади/компактной зоне:

• Тепловой точечный пожарный извещатель – это старейший датчик АПС, используемый более века. Тепловые точечные извещатели, невзирая на появление новых видов ИП – извещателей пламени, проточных, аспирационных датчиков и сегодня защищают многие помещения зданий/сооружений прежде всего промышленных предприятий, различных производств, где использование более чувствительных дымовых устройств затруднено или невозможно из-за регулярного/постоянного наличия в воздушной среде «технологического тумана» – паров, аэрозолей, пыли. Кроме того, они не реагируют на ионизирующее/электромагнитное воздействие от работающего электрического/электронного, технологического оборудования, в то время как для многих других видов ИП такие помехи часто являются критичными для использования на промышленных объектах, в частности энергетической отрасли.
• Хотя нормативная площадь защищаемой зоны одного точечного ИП исходя из СП 5.13130.2009, кстати дающего определение точечного ИП только для теплового и дымового извещателей, невелика и максимально в зависимости от высоты помещения, где он устанавливается, может составлять до 25 кв. м.; несмотря на это они, учитывая невысокую стоимость одного изделия экономически выгодны и потому востребованы заказчиками и проектировщиками.
• Ручной пожарный извещатель – это датчик АПС, где чувствительным «элементом» выступает любой человек, первым обнаружившим очаг пожара по внешним признакам – появлению неприятного запаха гари, дыма, открытого огня, резкому повышению температуры в помещениях здания, сооружения, где он находится на этот момент. «Инерционность» такого устройства на практике зависит от личных качеств этого работника/сотрудника, степени его подготовленности к действиям в условиях чрезвычайной ситуации, на что прямо влияют поведенные с ним инструктажи по пожарной безопасности, обучение ПТМ, практические тренировки на объекте.
• Технически/конструктивно ручной ИП, установленный не далее 50 м от других аналогичных устройств, и извещатель охранный ручной точечный, часто называемый тревожной кнопкой, предназначенный для подачи сигнала о противоправных действиях посетителей/нападении на защищаемый объект, весьма схожи – это простейшие устройства с нажимным механизмом, замыкающим/размыкающим электрическую цепь в шлейфе охранной сигнализации.
• Точечный автономный пожарный извещатель – это полноценное, если можно так выразиться самодостаточное техническое устройство АПС, в корпусе которого имеется набор элементов/частей для быстрого обнаружения опасных факторов возгорания, подачи громкого звукового и/или яркого светового сигнала, средств внутреннего контроля/тестирования, источника электропитания, обеспечивающего длительный период эксплуатации без замены батареек/аккумуляторов.
• В большинстве случаев это дымовой оптико-электронный точечный автономный датчик, предназначенный для защиты жилых помещений в квартирах, частных домах, однако существуют и тепловые автономные устройства, например, УСПАА-1, используемый для запуска локальных АУПТ.
• Точечный дымовой извещатель по сводной статистике используется в 90% случаев при выборе типа ИП для защиты помещений. Этому в значительной степени способствует то, что государственными нормами ПБ установлено жесткое требование обязательного применения их на объектах с массовым пребыванием людей от детских учреждений, школ до торговых центров, административных зданий, а также для защиты помещений с дорогостоящим электронным оборудованием.
• Точечный ИП может как передавать тревожный сигнал по проводным ШС, так и быть современным радиоканальным пожарным извещателем, связанным с приемно-контрольным прибором посредством микросотовой связи, что избавляет от значительных затрат на прокладку линий, производство подготовительных, монтажных работ.
• Один оптико-электронный точечный датчик дыма согласно СП 5.13130.2009 может контролировать до 85 кв. м. защищаемого помещения, что с любой точки зрения весьма немало. Кроме того, использование современных адресных, адресно-аналоговых дымовых ИП позволяет сократить общее необходимое количество извещателей в проектируемой системе АПС, АУПТ вдвое, т.к. для надежного контроля такой площади в подобных случаях достаточно одного такого датчика, а не двух традиционных безадресных извещателей.

Во многом схожие задачи выполняет извещатель охранный точечный, также контролирующий определенную зону/объем пространства помещения или защищающий строительные проемы в стенах, перегородках, установленные в них окна, люки, двери от несанкционированного/незаконного проникновения. Такой точечный электроконтактный, магнитоконтактный датчик моментально реагирует на открытие любых, в т.ч. противопожарных дверей, люков, окон, штор, посылая тревожный сигнал на пульт поста/диспетчерской службы охраны предприятия/организации.

Модели точечных извещателей

Среди огромного многообразия подобных устройств АПС, выпускаемых российскими производителями, можно отметить следующие востребованные изделия:

• 212-45. Дымовой точечный ИП с питанием 9–30 В по двухпроводному ШС, реагирующий на появление дыма низкой концентрации. Диаметр корпуса 94 мм, высота 46 мм. Может эксплуатироваться при температуре от – 45 до + 55℃. Защита – IP
• 101-07е – тепловой взрывозащищенный ИП со взрывонепроницаемой оболочкой, защитой IP Температуры срабатывания в линейке изделий от + 54 до + 130℃.
• 101-29 – адресно-аналоговый точечный ИП, работающий по нарастанию теплового фона (максимально-дифференциальный) с температурой срабатывания в диапазоне + 54 – 70℃.

 Для справки: цифры после дефиса в аббревиатуре разных моделей изделий согласно принятой в нормах ПБ системе условных обозначений для всех видов пожарных извещателей – порядковый номер разработки ИП этого типа. 

Плюсы и минусы данных извещателей

К преимуществам относят:

• Большую распространенность, наличие представительств компаний производителей, официальных поставщиков в регионах России, огромный выбор моделей изделий, варьирующихся как по техническим характеристикам, совместимости с большинством приборов, основным/вспомогательным оборудованием систем сигнализации/пожаротушения, так и по стоимости.
• Огромный опыт использования при построении различных схем систем ОПС, знание плюсов/минусов каждого вида/типа точечных ИП.
• Простой выбор и корректировка порога срабатывания, чувствительности для максимальных пороговых извещателей.
• Несложный монтаж, наладка и обслуживание, огромный опыт специалистов монтажно-наладочных, сервисных предприятий/организаций, работающих с таким оборудованием десятки лет.

К недостаткам:

• Необходимость использования огромного количества тепловых точечных ИП для защиты производственных помещений, т.к. контролируемая одним извещателем зона/часть помещения весьма ограничена.
• Ложное срабатывание/выход из строя дымовых пожарных извещателей из-за пыли, пара, аэрозолей в воздухе помещений, проникновения насекомых.
• Длительное время на тепловое обнаружение очагов пожара, по сравнению с практически немедленной реакцией на появление летучих продуктов горения, что приводит к необходимости дублировать систему для надежности, используя как тепловые ИП, так и точечные датчики дыма, что ведет к увеличению затрат. Поэтому обычно тепловые извещатели используются лишь тогда, когда условия эксплуатации довольно жесткие, а риск и возможные последствия пожара более низкие.
• Высокая чувствительность некоторых моделей изделий дымовых ИП, также приводящая к ложным срабатываниям.
• Необходимость частой замены элементов питания в автономных, радиоканальных точечных ИП, вызванная эксплуатацией в зимний период в неотапливаемых помещениях.

Однако учитывая, что преимущества несомненны, а недостатки давно известны, конца «эпохи» точечных ИП пока не предвидится.

Применение на объектах

Точечные ИП любого вида/типа согласно нормам, правилам ПБ должны устанавливаться под перекрытием/покрытием, на потолке, а также за подвесными потолочными системами.

Их применяют для защиты практически всех видов объектов, за исключением зданий/сооружений большого строительного объема, протяженных строительных, инженерных коммуникаций, где востребованы линейные ИП; а также для контроля наружных технологических установок, где необходимы извещатели пламени.

Если необходима защита помещений с высокой категорией по взрывопожарной опасности, то используют точечные взрывозащищенные пожарные извещатели.

Линейные тепловые пожарные извещатели с термочувствительной оболочкой: устройство и применение

С развитием технологий появилось новое противопожарное оборудование, где функцию быстрого, точного определения возгорания выполняют линейные тепловые извещатели (ЛТИ).

Первостепенной задачей линейных извещателей является обеспечение безопасности помещений с постоянным или временным пребыванием людей, сохранением и защитой материального имущества от огня на территориях объектов пожарной охраны.

Устройство термокабеля

Наиболее удобным противопожарным тепловым датчиком является термокабель. Его используют там, где другие устройства установить невозможно, например, в емкостях с горючими веществами, на теплотрассах, в ядерных реакторах.

Конструкция линейного теплового пожарного извещателя или термокабеля имеет устойчивую функциональность, низкий эксплуатационный расход, большой срок службы.

Защищая оборудование и объекты от возгорания путем контроля температуры, он формирует определенный сигнал при ее изменении, дает возможность ликвидировать пожар без существенного материального ущерба.

Современный термокабель, доступный и простой в работе, представляет собой два витых триметаллических проводника, которые имеют напыление:

• из стали. Обеспечивает прочность в растяжении;
• меди. Увеличивается электропроводимость, снижается сопротивление;
• олова. Для повышения коррозийной стойкости;
• термочувствительного полимера.

Два проводника, скрученные между собой для сохранения механического натяжения, дополнительно заключаются в оболочку из нейлона или полипропилена, обеспечивая надежную защиту кабеля от УФ лучей. Оболочка также повышает устойчивость к химической агрессивной и едкой среде. Противодействие к механическому износу осуществляется с помощью оплетки металлической или стеклонитей. Температурный диапазон использования линейного теплового извещателя составляет от ─60 до + 180 ℃, что позволяет эксплуатировать кабель в разных климатических условиях.

Принцип действия и применение

Принцип действия термокабеля основан на нарушении целостности изоляционного материала за счет перегрева под действием увеличения температуры окружающей среды. В результате разрушения изоляции происходит замыкание проводников, о чем подается сигнал на пульт. Сигнал тревоги может формироваться на любом участке кабеля, не зависимо от его длины. При обнаружении тревожных факторов возгорания передача информации линейными тепловыми извещателями является процессом пороговым или аналоговым.

Пожарный датчик, соответствуя ГОСТу, по своему назначению может устанавливаться как внутри помещений, так и снаружи на открытых площадках большой протяженности. Режим работы системы пожарной безопасности зависит от устройства линейного извещателя. Основными техническими характеристиками являются чувствительность, инерционность, зона действия (ее форма и площадь), а также помехозащищенность.

Более широкие возможности дает тепловой линейный прибор, имеющий кумулятивный эффект, где блок обработки сопротивления проводников может устанавливаться вне зоны контроля. Нагревающий кабель, обеспечивающий суммирование всех опасных факторов, широко используется для быстрого обнаружения пожара на трансформаторных подстанциях, тепловых и гидроэлектростанциях, авиационных ангарах.

Его устанавливают на нефтегазовых предприятиях, металлургических и химических производствах, транспортных тоннелях в труднодоступных, с повышенным загрязнением, запыленных местах с агрессивной и взрывоопасной средой.

Виды линейных тепловых датчиков

Отечественный рынок противопожарного оборудования предлагает модели линейных тепловых извещателей, различающиеся по материалу защитной оболочки, температурному режиму срабатывания, системе контроля и управления. Производитель, ориентируясь на условия применения, выпускает несколько видов тепловых линейных пожарных извещателей.

Наибольшее распространение получили:

• электронный, не допускающий короткого замыкания, но фиксирующий изменение сопротивления при нагревании. Температурным датчиком является материал, покрывающий провода, имеющий отрицательный температурный коэффициент. Кабель, действующий совместно с электронным блоком управления, создает разные температурные пороги, легко восстанавливает свою функциональность после кратковременного теплового воздействия;
• механический линейный тепловой извещатель многоразового действия. Температурный контроль осуществляется с помощью непроницаемой длинной (до 300 м) трубки из металла. Трубка заполнена газом, при нагревании его давление увеличивается, это фиксирует блок управления;
• обычные контактные линейные извещатели одноразового действия. В качестве датчика температуры используется полимерная оболочка, способная расплавляться при определенном нагреве, нанесенная на два провода свитых друг с другом;
• оптоволоконный линейный тепловой датчик. Универсальный оптический кабель, который отличается оперативным определением различных видов пожара. Датчик температуры состоит из опросного устройства с лазерным источником и оптоволоконного кабеля с безгалогеновой оболочкой, что дает возможность проводить тепловой контроль на большом расстоянии. Факторами использования кабеля служат, доступная цена, надежность, долговечность, удобство монтажа.

Можно выделить еще один, пиротехнический вид. Такой линейный извещатель может выполнять функции тушения пожара. Пиротехнические элементы при нагревании срабатывают, открывают клапаны и выпускают огнетушащее вещество.

Усовершенствованное противопожарное оборудование гарантирует безопасность от огня всем общественным, производственным, административным сооружениям.

Популярные модели

Современные тепловые модели отличаются по виду, слою внешней защитной оболочки, условиям применения. Наиболее известными марками являются Protectowire, Пожтехника, Спецприбор, Thermocable, Этра.

Таблица. Технические характеристики термокабеля Protectowire

Обозначение	Логика работы	Температура срабатывания, °С	Диапазон рабочих температур, °С	Область применения
PHSC-155-EPC	На одну температуру	68	-44… +105	Нормальные условия
PHSC-190-EPC		65,6
PHSC-280-EPC		93,3
PHSC-356-EPC		105
PHSC-155-EPR		68		Агрессивные среды
PHSC-190-EPR		65,6
PHSC-280-EPR		93,3
PHSC-356-EPR		105
PHSC-135-XLT		57		Низкие температуры
PHSC-6893-TRI	Комбинированный (две температуры)	68 — «Внимание» 93 — «Пожар»		Получение двойной сработки

ИПЛТ тип EPC, произведенный по лицензии Protectowire, – универсальный термопровод с оболочкой из ПВХ. Он используется вне помещения, когда условия природной среды не предполагают установку обычного теплового извещателя. Имеет высокую стойкость к сырости, пылеобразованию, способность ограничивать распространение пламя.

Термокабель сохраняет хорошую изгибаемость. Сохраняя состояние материала, извещатель при атмосферном воздействии и УФ, не требует обслуживания и больших расходов во время эксплуатации.

ИПЛТ тип XLT – вид термокабеля специально создан для работы при предельно низких температурах. Модуль извещателя с супер прочной полимерной оболочкой, выдерживает ─55°C, предназначен для применения в теплоизолированных контейнерах, в сооружениях для хранения, неотплимаемых производственных зданиях, суровых климатических условиях Севера.

ИПЛТ тип TRI – термокабель, является уникальным линейным тепловым извещателем. Новый тип датчиков с высокой химической устойчивостью, способный противостоять разрушающему воздействию водных растворов кислоты, щелочей, предназначен для использования во взрывоопасной среде. Термопровод, защищенный металлической плетеной сеткой, способен устоять электромагнитному излучению, устранить с поверхности статическое электричество. При установке требует двухстороннего заземления.

Популярные линейные тепловые извещатели, имея сертификаты качества, являются надежными пожарными сигнализаторами возгорания. Однако при не соблюдении правил установки они не гарантируют 100% сигнал.

Ошибки при подключении

Эффективность всей пожарной системы безопасности во многом зависит от правильного расположения и использования датчика. Монтаж линейных тепловых извещателей проводиться в соответствии с разработанной схемой. Все современные датчики произведены с учетом минимального потребления электроэнергии. Чтобы создать надежную противопожарную систему и избежать ложных сигналов, необходимо соблюдать ряд правил:

• монтаж извещателей не проводиться вблизи источников тепла;
• расстояние между кабелями устанавливается с учетом минимальной и максимальной величины площади, определяется проектирующей организацией;
• индикаторы тревоги подключаются параллельно извещателям;
• все контакты плотно прижимаются во избежание замыкания;
• подключение проводить последовательно с сохранением полярности.

Проверка каждого ПИ по отдельности и всей системы осуществляются при полном отключении электроэнергии. По окончанию срока службы утилизация извещателя не сопровождается применением специальных мер.

Загрузка…