Тепловой датчик пожарный: Тепловой пожарный датчик: виды и схемы подключения – Тепловые пожарные извещатели — ТД Актив СБ: пожарная сигнализация

Содержание

Максимальный тепловой пожарный извещатель

Идея возможности обнаружения первоначального очага пожара внутри помещений зданий с помощью технических устройств в автоматическом режиме появилась давно. Ее реализация стала возможным с внедрением электрических сетей в начале прошедшего столетия.

Контролируемым параметром признака появления очага возгорания стало огромное количество тепла, выделяющееся даже на первом этапе развития пожара, когда в подпотолочном пространстве помещений резко повышается температура воздуха, что вызвано идущими в процессе горения экзотермическими химическими реакциями окисления.

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 т.ч. 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, широко 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.

Основные характеристики извещателя

Причинами этого удивительного для технических средств охранно-пожарной 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.

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

Этому не могут препятствовать несколько недостатков, присущих максимальным пожарным тепловым извещателям:

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 купируется 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.

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 этом 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.

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 ℃ меньше, чем температурный порог срабатывания изделия; а в среднем отличаться от его на 20℃ 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℃, поэтому выбор нужной модификации изделия, зависящей от условий предстоящей длительной эксплуатации, не представляет особых проблем.

Конструкция извещателя

Извещатель пожарный тепловой максимальный ИП 105-1-А1

Это самые простые по устройству, составу элементов автоматические извещатели о пожаре:

Небольшой по размерам корпус из высококачественного, чаще всего белого цвета, гладкого на вид и на ощупь, пластика – для датчиков, предназначенных для установки в помещениях объектов общественного назначения; менее высокого качества отливки, горячей штамповки, с серым, желтым оттенком белого цвета, шероховатые пластиковые корпуса – для защиты зданий промышленных предприятий, складских комплексов.
Чувствительный элемент, т.е. собственно датчик для разных типов тепловых максимальных извещателей, промаркированных согласно требований НПБ 76-98 следующим образом: ИП 101, использующий прямую зависимость сопротивления участка электрической цепи при ее нагреве; ИП 102 с термореле; ИП 103, в нем используется резкое линейное расширение ряда материалов вплоть разрушения, в частности, водных растворов в стеклянной колбе при нагреве до критической температуры; ИП 104 – с установкой легкоплавких или сгораемых вставок; ИП 114, использующий «эффект памяти» ряда металлических сплавов.

Крепежные прижимные винты/болты для подключения проводов шлейфов пожарной сигнализации, а отверстия в дне/основании корпуса – для крепления извещателя к потолку, стенам, колоннам, балкам.

Тепловые извещатели с плавкими/сгораемыми вставками, разрушающимися 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.

Типы извещателей

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, необслуживаемых 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.

Тепловые пожарные извещатели — устройство и принцип работы

Пожар лучше предупредить заранее, чем потом бороться с разбушевавшейся огненной стихией. Поскольку не всегда горение может сопровождаться дымом, использовать в автоматической системе исключительно дымовые извещатели было бы ошибкой. В паре с ними всегда устанавливаются датчики тепла, дублирующие дымовую сигнализацию, что гарантирует поступление сигнала на пульт в любом случае.

[contents]

Назначение теплового извещателя

Тепловые пожарные извещатели или тепловые датчики предназначены для обнаружения в радиусе своего действия источников загорания и подачи сигнала тревоги на пульт управления. Принцип действия простейшей можно представить, как электрическую цепь, разорванную контактами теплового реле.

При возникновении пожара, контакты под действием высокой температуры замыкаются и тем самым подают ток на пульт дежурного.

Нынешние системы с тепловыми извещателями заметно усложнились, но и фактор несрабатывания значительно снизился. Датчики всегда размещаются на потолке, над местами возможного возгорания, так как именно вверху концентрируется горячий воздух.

В отличие от дымовых устройств, где фактор срабатывания зависит от цвета дыма, его компонентов или чистоты воздуха в помещении, тепловые датчики всегда реагируют только на установленный порог температуры, начинающийся от 50^°С и нетребовательны к уровню содержания пыли.

Устройство и область применения тепловых извещателей

Несмотря на то, что критерием срабатывания является высокая температура, характеризующаяся стабильными характеристиками, для построения системы датчиков могут использоваться различные по принципу действия извещатели, что обуславливается внешними факторами.

Линейный тепловой пожарный извещатель – наиболее простое и в то же время эффективное техническое решение, так как представляет собой термокабель, прокладываемый по потолку помещения. Кабель имеет небольшое сечение, поэтому характеризуется доступной стоимостью. Такое решение позволяет контролировать помещения, имеющие большой объем или площадь, в том числе и характеризующиеся наличием агрессивных факторов — сильной загрязненностью, взрывоопасностью, пожароопасностью, наличием влаги или химических соединений. Все опасные производства оснащаются именно таким типом.
Принцип действия извещателя линейного типа заключается в воздействии температуры на чувствительный элемент, находящийся между двумя проводниками по всей длине термокабеля. Как правило, это чувствительный полимер, когда под воздействием температуры происходит его расплавление, в данном месте провода замыкаются и подается сигнал на пульт. Благодаря такой технологии удается определить точно место срабатывания. В паре с термокабелем устанавливаются и точечные извещатели линейного типа, подключаемые к нему же. Различают полупроводниковое, механическое, электромеханическое и оптоволоконное устройство линейного типа. Эти устройства работают по тому же принципу, что и термокабель, отличаясь конструкцией и эффективностью действия, их размещают над потенциальными местами возгорания.

Таким образом, помещение получает надежную защиту, поскольку сигнализация работает не только в определенных точках, а по всей длине прокладки линии.

Установка линейных термодатчиков в помещениях с большой площадью, должна производиться только в паре с термокабелем. В противном случае даже самые эффективные оптоволоконные модели станут практически бесполезными, поскольку невозможно будет определить точно место срабатывания. Данное правило можно не учитывать для небольших зданий малой этажности и зачастую здесь используют обычную витую или даже телефонную пару.

Тепловые дифференциальные пожарные извещатели – принцип работы этих устройств базируется на измерении разницы температуры между датчиками. В конструкции предусмотрены сразу два термоэлемента, один из них заключен внутрь герметичного корпуса, а второй выведен наружу.
С помощью дифференциального усилителя, пропорционально изменяющийся к разности силы токов, протекающих по каждому из термоэлементов. При нормальных условиях, когда температура внутри и снаружи устройства не изменяется, ток, протекающий по каждому из элементов, имеет одинаковое значение. При возгорании, элемент, находящийся снаружи нагревается и значение тока в нем начинает увеличиваться, в то время как температура и значение тока внутреннего элемента остаются неизменными. Усилитель фиксирует появившуюся разницу и посылает сигнал на пульт управления.
Данный тип извещателей используется только для гражданских зданий, или в тех промышленных отраслях, где технологический процесс проходит без резких перепадов температур и выделения тепловой энергии. Помещения, где устанавливаются извещатели такого типа обязательно должны быть отапливаемыми.

Если в помещениях отсутствует система климат-контроля, то при значительном повышении температуры воздуха часто происходят ложные срабатывания, поэтому на данный период года следует принять меры для оперативной проверки оборудования по месту установки в случае поступления сигнала тревоги

тепловые взрывозащищенные – такая конструкция используется в местах наиболее предрасположенных к возникновению пожара и поэтому имеет соответствующую защиту. Устанавливаются для контроля температуры возле различных силовых агрегатов, в резервуарах хранения топлива, на магистральных нефтепроводах и других объектах.
Внутри извещателя установлен микроконтроллер, установленный в выносном термочувствительном блоке, имеющем защищенный кожух. Выносной блок подключается к взрывозащищенной клеммной коробке, выполненной из латуни, внутри коробки находится реле, которое при поступлении сигнала о повышении температуры размыкает контакты, тем самым разрывая цепь, и подавая сигнал на пульт управления.

Как выбрать тепловой извещатель?

извещателя имеет такую же важность, как и дымового, поэтому для создания многоступенчатой схемы должны привлекаться специалисты соответствующего профиля. При построении простых схем, различие следует делать между взрывозащищенными и остальными моделями. Первые имеют более высокую стоимость из-за металлического корпуса, и предназначены только для промышленных помещений.

Для помещений типа складов, подойдет использование термокабеля, с подключением к нему точечных извещателей. В остальных случаях и в особенности при установке в помещениях с большой вероятностью возгорания, таких как библиотеки, серверные, общественные помещения с отделкой из пожароопасных материалов можно использовать линейные или дифференциальные модели, как с термокабелем, так и с обычной линией.

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.

Пожарный извещатель: виды, классификация, типы, обозначение

С каждым годом усилиями ученых, а также разработчиков, конструкторов оборудования, устройств, комплектующих установок/систем АПС, количество самых различных по внешнему виду, качеству, как правило, пластикового корпуса; функциональному, часто комбинированному, принципу действия, назначения неуклонно растет.

Чтобы разобраться в этом многообразии стоит обобщить знания о том, для чего они нужны, прежде всего, заказчикам; которые вкладывают, будем говорить прямо, весьма значительные суммы в проектирование установок АПС, АУПТ, за приобретение оборудования, в том числе пожарных извещателей, как практически обязательного элемента подавляющего большинства систем противопожарной автоматики; монтажно-наладочные работы, последующее техническое обслуживание.

Назначение

Как можно более быстрое обнаружение признаков пожара в помещении, будь то резкое повышение/изменение температуры, плотности воздушной среды или появление открытого пламени, нехарактерных для нормальных условий веществ в пространстве – частиц копоти, аэрозолей, газов.
Устойчивость к внешним воздействиям: как механическим, так и технологическим помехам, а также ложным срабатываниям, связанными с ними.
Длительный срок эксплуатации даже в жестких условиях – при наличии пыли, вредных примесей, агрессивной среды, высокой влажности воздуха в защищаемых помещениях.

Требования к установке

Прежде всего нужно понять, где необходимо устанавливать, и какие по виду/типу пожарные извещатели. Нормы – СП 5.13130.2009, устанавливающие правила проектирования установок/систем АПС/АУПТ, говорят об этом следующее:

Выбор тип/типов пожарных извещателей осуществляется в прямой зависимости от функционального назначения помещения/здания, а также вида пожарной нагрузки.
Выбор ограничен тремя типами извещателей о пожаре – тепловыми, дымовыми, пламени.

Более точную информацию по выбору можно получить, изучив приложение М к данному СП, где представлены все основные виды помещений зданий/сооружений в зависимости от их функционального назначения, соответствующие им пожарные датчики.

Виды

По сути, не считая многочисленных, различных комбинаций/модификаций, до настоящего времени существуют три основных вида таких устройств обнаружения очага пожара в помещениях:

Тепловой пожарный извещатель

Тепловые извещатели. Не сдающие свои позиции уже более века такие изделия по-прежнему востребованы для защиты помещений/зданий, где в связи со свойствами сырья, полуфабрикатов или готовой товарной продукции пожар будет сопровождаться высвобождением огромного количества тепловой энергии, а не дыма. Кроме того, такие устройства, в отличие от двух других видов нечувствительны к ионизирующему/электромагнитному излучению/воздействию, другим технологическим помехам, наличию влаги, пыли, загазованности в воздушном пространстве помещений, где они установлены.

Дымовой пожарный извещатель

Дымовые извещатели. Обнаружение признаков пожара по появлению в воздухе частиц дыма/копоти. Предназначены в основном для защиты помещений в общественных, жилых зданиях, где пожарная нагрузка, характеризуется в основном выделением дыма во время горения (сгораемая отделка, мебель, документация, одежда). Наиболее современными, чувствительными в этом виде устройств обнаружения пожара являются аспирационные извещатели.

Извещатель пламени

Извещатели пламени. Определяют появление открытого огня. Существует два вида: ультрафиолетовые и инфракрасные извещатели пламени. Предназначены для защиты как помещений больших объемов/высот (ангары, машинные залы), так и открытых технологических, складских площадок, узлов/станций управления трубопроводного транспорта с наличием ЛВЖ/ГЖ, горючих газов.

Ручной пожарный извещатель

Ручные извещатели. Это, как правило, механическая тревожная кнопка, при нажатии на которую сигнал о возникновении пожара, обнаруженного очевидцем этого события, поступает в помещение пожарного/охранного поста/станции, пульт пожарной части.

Типы

В каждом виде таких устройств разработаны, воплощены в металле и пластике различные типы, модификации; отличающиеся не просто конструктивными особенностями или внешним видом, а самим принципом обнаружения пожара.

Стоит привести пример таких значительных различий внутри одного вида на тепловых извещателях, которые сегодня «выслеживают» пожар двумя способами:

Первый самый «древний», но безотказно работающий и сегодня – по достижению критического/порогового значения температуры в пространстве, как правило, непосредственно под потолком защищаемого помещения, «прописанного» в физических характеристиках/механизме действия. Это может быть термореле или капля легкоплавкого припоя, соединяющая два контакта в простейшей конструкции такого устройства, называемого максимальным тепловым извещателем.
Второй способ – это детектирование начинающегося пожара по резкому нарастанию температуры за единицу времени (в минуту). Датчики, основанные на таком принципе, называют дифференциальными пожарными извещателями.
Современные модели изделий многих производителей в большинстве своем совмещают оба способа. Это максимально-дифференциальные извещатели – наиболее чувствительные, надежные устройства, так как совмещают в себе две тактики обнаружения очага пожара по любому изменению температуры в помещении.

Подобные примеры различных типов, принципов/способов обнаружения пожара можно привести, рассматривая дымовые пожарные извещатели. Они могут быть ионизационными, оптико-электронными, аспирационными датчиками мельчайших частиц копоти, аэрозолей и других продуктов горения органических веществ/материалов.

Но, это далеко не полная классификация пожарных извещателей. Ведь кроме вышеперечисленных видов/типов, они еще делятся:

По принципу/способу постоянного/дискретного обмена информацией с приемно-контрольным прибором/станцией – проводные, беспроводные – работающие по радиоканалу, в том числе на основе сотовой связи различных стандартов; либо полностью автономные извещатели, в корпусе которых собраны все необходимые элементы для обеспечения длительной работоспособности, обнаружения пожара, подачи светового/звукового сигнала, даже запуска локальной системы пожаротушения, как это реализовано в сигнально-пусковом устройстве УСПАА-1.
По степени защиты корпуса/оболочки, мест ввода проводов/кабелей от влаги, пыли, взрывоопасной воздушно-газовой/аэрозольной среды в помещениях, где они смонтированы – газовые, искробезопасные пожарные извещатели или в обычном исполнении для установки зданиях с нормальными условиями.

Опять же не следует забывать, что в погоне за выдающимся/отличающимся от всех других производителей дизайном корпуса, общий внешний вид извещателей разных типов, их модификаций, часто так сильно разнятся от привычных/стандартных форм/очертаний; что их можно принять за новейшие приборы видеонаблюдения, охранной сигнализации, пожаротушения, звукового/осветительного оборудования, но только не за датчики АПС.

И также часто весьма сложно без чтения сопроводительной документации – технического паспорта, описания устройства, инструкции изготовителя или пояснений сведущих людей – консультантов торговой организации, занимающейся поставкой оборудования АПС или специалистов монтажно-наладочных предприятий понять, что за датчик установлен на потолке/стене или выставлен как образец продукции.

Обозначение

Оно выглядит как определенный набор букв/цифр:

ИП х1х2х3, где х1 – признак пожара, который он контролирует: 1 – тепло, 2 – дым, 3 – пламя, 5 – ручной.

Следующая позиция – х2х3, сообщает принцип действия датчика. Например, ИП 104 расшифровывается как извещатель тепловой с использованием плавкого датчика, ИП 212 – дымовой оптический.

Графически знак пожарного извещателя следует изображать согласно РД 25.953-90, в котором приведены примеры правильного нанесения всех элементов систем ОПС, пожаротушения, видеонаблюдения.

Более подробно о других видах пожарных извещателей, их устройстве и принципе работы читайте в разделе «Пожарные извещатели»

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.

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 извещателей тепловых максимально дифференциальных

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 максимально дифференциального теплового извещателя

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.