2.2. Дифференциальные тепловые извещатели

Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Основные пожарные извещатели. Учебное пособие.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 83 4 5 6 7 8 > Следующая >>>

На смену ДТЛ пришли современные автоматические тепловые пожарные извещатели, выгодно отличающиеся как по конструкции, техническим характеристикам, так и по материалу, качеству изготовления. Расширился функционал датчиков, а также изменился дизайн (форма корпуса).

До сих пор тепловые извещатели пожарные являются основными индикаторами начала пожара в установках/системах АПС, а также многих АУПТ; там, где горение в основном сопровождается первоначально большим выделением тепловой энергии, а не плотных частиц дыма и других взвесей [11].

Виды/типы тепловых извещателей и их классификация:

I – С применением легкоплавких материалов.

Обозначение/маркировка изделия, согласно принятой в нормах ПБ классификации – ИП 104.

II – Разрушающиеся под воздействием высокой температуры воздушно-газовой среды, реагирующие на температурную деформацию материала датчика – ИП 103.

III – Использующие зависимости электрического сопротивления/магнитной индукции, а также термоэлектродвижущей силы от температуры среды – ИП 101/102/105.

IV – Комбинированные – на основе различных принципов действия для увеличения надежности срабатывания теплового извещателя.

Диапазон значений температуры срабатывания тепловых датчиков достаточно широк – от 50 до 250 С. Выбор необходимого типа теплового извещателя зависит от предстоящих условий эксплуатации. Срок службы для теплового извещателя в нормативных документах, литературе о ПБ принят не менее 10 лет.

Следует сказать, что в процессе выбора следует учитывать не только вид/тип теплового извещателя, но и то, что их температура срабатывания должна как минимум на 20 С превышать максимально возможную в защищаемом помещении, пожарном отсеке/зоне при нормальных условиях [11].

По принципу срабатывания чувствительного элемента пожарного теплового извещателя, который собственно и является датчиком резкого, скачкообразного изменения температуры воздуха в защищаемых помещениях, в соответствии с НПБ 85–2000 выделяют три основные группы:

1. Максимальные.

2. Дифференциальные.

3. Максимально-дифференциальные.

2.1. Максимальные тепловые пожарные извещатели

Реагируют на превышение заданного порогового/критичного значения температуры воздуха в объеме помещения, пожарного отсека, технологической коммуникации, ниши, шкафа, корпуса оборудования.

Контролируемым параметром признака появления очага возгорания

является значительное количество тепла, выделяющееся уже на первой фазе развития пожара, когда в подпотолочном пространстве помещений резко повышается температура воздуха, что вызвано идущими в процессе горения экзотермическими химическими реакциями окисления [11].

Первыми среди тепловых, да и всех остальных пожарных датчиков, стали извещатели максимальные тепловые, называемые также пороговыми, срабатывание которых происходит сразу после превышения, заданного заводскими установками критического значения температуры воздушной среды, которое нехарактерно для защищаемого помещения при нормальных условиях, в том числе при работе технологического, инженерного оборудования; причем неважно – медленно или скачкообразно/резко происходит повышение температуры воздуха.

Хотя подобные технические средства противопожарной автоматики казалось бы, давно должны устареть на фоне появления, широкого внедрения, установки на объектах защиты гораздо более чувствительных, эффективных датчиков нового поколения – дымовых, газовых, комбинированных и других пожарных извещателей, реагирующих на малейшие признаки изменения состава газовоздушной среды, ее плотности, появление открытого пламени, но этого не произошло [11].

Причинами этого удивительного для технических средств охраннопожарной сигнализации «долголетия» максимальных/пороговых пожарных извещателей послужили следующие характеристики/параметры:

– низкая стоимость одного изделия;

– надежность, безотказность в ходе эксплуатации;

– практическое отсутствие ложных срабатываний, весьма характерных для всех остальных, более сложных в техническом плане, чувствительных видов пожарных извещателей;

– срок эксплуатации не меньше 10 лет, что на практике при нормальных условиях в помещениях – отсутствии химически активной, агрессивной среды, высокой влажности воздуха далеко не является пределом;

– низкие расценки на техническое обслуживание из-за простоты устройства, отсутствия необходимости в регулярной очистке, настройке/калибровки изделий, установленных в помещениях защищаемого объекта [11].

Поэтому даже в долгосрочной перспективе не видится причин для того, чтобы максимальные тепловые извещатели стали устаревшими, ненужными оконечными устройствами для установок, систем противопожарной автоматики [11, 12].

Основные недостатки максимальных пожарных тепловых извещателей:

– высокая инерционность таких датчиков, определяющих возникновение очага пожара не в начальной стадии, как более современные газовые, дымовые извещатели; а на этапе развития по пороговому значению

критически высокой температуры воздуха в подпотолочном пространстве, когда помещение уже заполнено ядовитыми дымовыми газами, а процесс горения набирает силу. Этот недостаток не так важен для защиты помещений, где проектом предусмотрена установка технологического оборудования, размещение различной пожарной нагрузки – от сырья до товарной продукции; чье возможное горение будет характеризоваться выделением большого количества тепловой энергии, а не дымовых газов, яркого открытого огня;

– небольшая площадь контролируемой части помещения. Это ку-

пируется установкой нескольких максимальных тепловых извещателей, способных перекрыть зону контроля любого другого вида более современных, но и дорогих датчиков за гораздо меньшую стоимость приобретения изделий; а их монтаж не представляют особого труда [11].

Принцип действия извещателя основан на быстром размыкании или замыкании под внешним воздействием электрических цепей, которыми являются все установки пожарной сигнализации; а также большинство систем автоматического пожаротушения, побудительной частью которых служит АПС.

Срабатывание максимального теплового пожарного извещателя, формирование тревожного извещения о пожаре происходит при достижении порогового значения температуры в защищаемом помещении, на потолке которого установлены датчики.

В этот момент происходит разрушение легкоплавких припоев/вставок, стеклянных колб с термически чувствительными растворами, срабатывание термореле в конструкции пожарных извещателей; в зависимости от типа изделия – в нормальном положении замкнутого или разомкнутого участка электрической цепи установки автоматической сигнализации – подается тревожный сигнал на приемно-контрольный блок, прибор управления, станцию пожаротушения [11].

Требования ко всем видам тепловых извещателей, включая датчики с максимальной температурой срабатывания, методам их испытаний изложены в НПБ 85–2000. В них также указано, что максимальная температура в защищаемом помещении при нормальных условиях эксплуатации, работы технологического оборудования должна быть как минимум на 4 С меньше, чем температурный порог срабатывания изделия; а в сред- нем отличаться от него на 20 С для исключения ложных срабатываний.

Диапазон различных пороговых значений, задаваемых при производстве чувствительного элемента максимальных тепловых датчиков для фиксации скачкообразного, резкого изменения температуры воздуха в защищаемых помещениях, довольно обширен – от +50 до +250 С, поэтому выбор нужной модификации изделия, зависящей от условий предстоящей длительной эксплуатации, не представляет особых проблем [11].

Чувствительный элемент, т.е. собственно датчик для разных типов

тепловых максимальных извещателей, промаркированных согласно требований НПБ 85–2000, следующий:

– ИП 101 (рис. 4), использующий прямую зависимость сопротивле-

ния участка электрической цепи при ее нагреве;

– ИП 102 с термореле (рис. 5);

– ИП 103, в нем используется резкое линейное расширение ряда материалов вплоть до разрушения, в частности, водных растворов в стеклянной колбе при нагреве до критической температуры (рис. 6);

– ИП 104 – с установкой легкоплавких или сгораемых вставок (рис. 7);

– ИП 105 с магнитным размыкателем (рис. 8);

– ИП 114, использующий «эффект памяти» ряда металлических сплавов (рис. 9).

Рис. 4. Вид извещателя теплового

пожарного ИП 101

Рис. 5. Вид извещателя теплового

пожарного ИП 102

Рис. 6. Вид извещателя теплового

пожарного ИП 103

Рис. 7. Вид извещателя теплового

пожарного ИП 104

Рис. 8. Вид извещателя

теплового пожарного ИП 105

Рис. 9. Вид извещателя

теплового пожарного ИП 114

Извещатели комплектуются крепежными прижимными винта-

ми/болтами для подключения проводов шлейфов пожарной сигнализации. Отверстия в дне/основании корпуса предназначены для крепления извещателя к потолку, стенам, колоннам, балкам.

Тепловые извещатели с плавкими/сгораемыми вставками, разруша-

ющимися стеклянными элементами, относятся к невосстанавливаемым, одноразовым изделиям; остальные, соответственно более дорогие изделия, выдерживают несколько циклов тепловой нагрузки в зоне очага пожара; если, конечно, под воздействием высокой температуры не произошла деформация, оплавление корпуса.

В зависимости от зоны обнаружения очага горения максимальные

тепловые датчики делятся на два типа:

Точечные – ИП. Предназначены для установки в помещениях. Линейные – ИПЛТ. Для монтажа в труднодоступных, необслужива-

емых технологических, инженерных подпольях, галереях, эстакадах, нишах.

К линейным максимальным тепловым извещателям относятся конструкции из проводников в легкоплавкой изоляции, что при сильном нагреве в зоне очага пожара приводит к срабатыванию в результате короткого замыкания, отправке тревожного сообщения на прибор контроля и управления противопожарной автоматики [11].

Рассмотрим конструкцию основных максимальных тепловых извещателей.

ИП 104-1 – тепловой извещатель контактного типа, срабатывающий при расплавлении термочувствительного припоя при температуре около 72 С. Основа датчика – две гибкие пластинки из металла, спаянные вместе и заключенные в пластиковый корпус; соединения под винт для подключения в двухпроводной шлейф пожарной сигнализации, с питанием от ПКОП АПС/ОПС. Схема извещателя представлена на рис. 10.

Рис. 10. Извещатель пожарный тепловой ИП104-1:

1 – корпус; 2 – гайка; 3 – винт; 4 – крышка; 5 – сплав Вуда

К сожалению, он, как и его предшественник ДТЛ, является невосста-

навливаемым извещателем АПС, но зато обладает и многими преимуществами перед более сложными изделиями многократного действия – низкой стоимостью, малым весом – всего 20 г, возможностью эксплуатации в крайне жестких условиях от –50 до +50 С, при высокой запыленности, загазованности, влажности воздуха до 95% при 35 С.

Извещатель пожарный тепловой ИП104-1 предназначен для выдачи

сигнала тревоги при повышении температуры воздуха выше установленной нормы на объектовый приемно-контрольный прибор, станцию электрической пожарной сигнализации или пульт централизованной сигнализации.

Извещатель ИП 104-1 применяется в закрытых взрывобезопасных

помещениях, а также во взрывоопасных помещениях с приборами, обеспечивающими искробезопасные условия эксплуатации.

ИП105-2/1 – извещатель пожарный тепловой магнитный (рис. 11).

Предназначен для эксплуатации в закрытых помещениях и установки на стационарных объектах с целью обнаружения пожара и формирования сигнала тревоги на приемно-контрольные пульты и приборы пожарной сигнализации. Востребован в запыленных, загазованных зданиях производственных цехов, гаражах автотранспортных предприятий, складских комплексах, с наличием пыли, муки, подобных летучих веществ. Кроме того, он может устанавливаться не только в помещениях с нормальной средой, но и категорий А, Б по взрывопожарной опасности, если включен в схему с приборами АПС, обеспечивающими искробезопасные условия эксплуатации установки/системы сигнализации защищаемого объекта.

Рис. 11. Схема извещателя пожарного теплового магнитного ИП105-2/1:

1 – корпус извещателя; 2 – крышка; 3 – термочувствительный ферромагнитный

элемент; 4 – теплоприемники; 5 – стойка; 6 – клемма подключения;

7 – постоянные магниты; 8 – магнитоуправляемый контакт (геркон);

9 – термочувствительный феррит

Принцип действия извещателя основан на изменении магнитных

свойств ферромагнитного материала при нагреве датчика конвективными потоками воздуха до температуры близкой к точке Кюри. При температуре, близкой к точке Кюри, у большинства ферромагнитных материалов наблюдается резкое уменьшение (вплоть до исчезновения) магнитных свойств. При понижении температуры ферромагнитного материала ниже точки Кюри магнитные свойства восстанавливаются в прежнем объеме. Значение температуры точки Кюри зависит от состава ферромагнитного материалы и находится в пределах от 70 до 90 °С.

Термочувствительный элемент извещателя пожарного теплового маг-

нитного ИП105-2/1 (рис. 11, б) представляет собой магнитный датчик в ви- де двух кольцевых постоянных магнитов 7. Между постоянными магнитами установлен ферромагнитный материал 9 с точкой Кюри, равной 70 °С. При температуре окружающего воздуха и соответственно датчика ниже 70 °С контакты геркона 8 замкнуты. При повышении температуры 70 °С магнитная проницаемость ферромагнитного материала 9 резко снижается, что приводит к уменьшению силы, удерживающей контакты геркона в замкнутом состоянии и размыканию контактов в термочувтвительном элементе, что отмечается контрольным прибором как сигнал о срабатывании датчика на превышение заданной температуры в защищаемой зоне.

2.2. Дифференциальные тепловые извещатели

Принцип действия – реакция на скорость резкого повышения температуры в защищаемом объеме пространства. Срабатывание зависит от заводских установок, варьирующихся скоростью изменения температуры

б)

а)

от 3 до 30 C/мин или постепенного ее повышения порога в 30, 50, 100 C. По сути, были переходным вариантом изобретения/конструирования следующего широко используемого вида тепловых датчиков – максимальнодифференциальных [11].

Данные извещатели отличаются высокой чувствительностью за счет

двойного принципа действия, когда срабатывание происходит из-за быстрого изменения температуры (дифференциальный) или достижения установленного критического/порогового значения (максимальный), что делает их наиболее современными устройствами обнаружения очага пожара даже по незначительному, по сравнению с традиционными видами изделий, выделению тепла на небольшой площади возгорания.

Извещатель пожарный тепловой дифференциальный – это, по опре-

делению 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, дифференциаль-

ные 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 [11].

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.

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 защи-

ты 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 [11].

Если точечные дифференциальные датчики, также, 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 [11].

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.

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 C в минуту; при этом минимальное время срабатывания подобных датчиков – 20 с, а максимальное – 2420/2760 в зависимости от класса дифференциальной характеристики изделия [11].

По форме/конфигурации площади помещения, отсека, части комму-

никации, 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. Электрическая схема подобного извещателя приведена на рис. 12 [11, 12].

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 [11].

Рис. 12. Электрическая схема дифференциального извещателя

<<< < Предыдущая 1 23 / 83 4 5 6 7 8 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]