При какой температуре срабатывает датчик пожарной сигнализации

Чем быстрей будет обнаружен пожар, тем легче его потушить и ликвидировать последствия. На некоторых видах объектов огонь может распространяться стремительно и принести серьезный ущерб. Поэтому повсеместно устанавливают противопожарные системы. Одним из элементов в них являются устройства, распознающие начало возгораний или задымлений, которые связаны с остальными частями систем.

В больших помещениях, производственных объектах, на складских хозяйствах эффективно работают тепловые пожарные извещатели. Различают несколько типов устройств и принципов их работы. Также есть требования стандартов к их установке, изготовлению и характеристикам.

Область применения

Тепловые датчики подходят для использования в жилых домах, торговых и развлекательных центрах, цехах, открытых площадках. Они входят в комплектацию пожарной сигнализации. Их устанавливают в зонах, где в случае возникновения пожара возможно выделение тепла, тогда как другие извещатели оказываются неэффективными.

Их невозможно использование в помещении, где перепады температур случаются регулярно. Это приводит к частым ложным срабатываниям извещателей. В жилых домах устанавливают преимущественно простейшие типы устройств, тогда как на производственных объектах извещатели пожарные тепловые размещены массово.

Нецелесообразно применение в помещениях, где изготавливают и используют щелочи, а также есть излучения или массовые скопления людей. Извещатель тогда либо ложно срабатывает, либо разрушаются его элементы.

Общий принцип действия и конструкция

Примитивное устройство состоит из контроллера, к которому подключен чувствительный элемент. Его также называют тепловым сенсором. С контроллера данные передаются посредством шлейфа на общее управляющее устройство пожарной сигнализации.

Современные извещатели оборудуют и другими датчиками. Например, углекислого газа или дыма. Дополнительно устанавливают индикаторы – светодиоды, которые указывают, какой из тепловых извещателей в пожарной сигнализации сработал.

Чувствительный элемент бывает различного исполнения и принципа действия, но он должен реагировать тем или иным способом на изменения температуры. Пределы устанавливают в зависимости от характеристик чувствительного элемента конкретного извещателя.

Виды извещателей

Их делят на виды по типу чувствительному элементу:

1. контактные;
2. оптические;
3. механические;
4. электронные.

По принципу действия и скорости срабатывания:

1. максимальные – срабатывают, когда температура окружающей среды превышает установленное значение;
2. дифференциальные – реагируют на скорость нарастания температуры выше предельной;
3. максимально-дифференциальные – учитывают и превышение температурного порога, и скорость нарастания.

Также принята классификация тепловых извещателей по температуре срабатывания, см. в таблице. Это стандартное разделение, в котором указаны температура окружающей среды и ее пределы для нормы или срабатывания пожарных датчиков.

Температура срабатывания тепловых извещателей:

* Классы А3 и H отсутствуют в стандартах ISO 7240 и EN 54-5

В жилых домах или небольших помещениях часто устанавливают одноразовые извещатели. В них чувствительный элемент перегорает и не подлежит замене. В остальных случаях они непригодны.

По измерительной зоне делятся на точечные, многоточечные и линейные устройства. Первые уместны для небольших зон контроля, а вторые предназначены, как правило, для цехов, складов и т.д. В многоточечных извещателях датчики размещают в шлейфы, которые распределяют по зонам согласно проекту пожарной сигнализации.

Линейные тепловые извещатели выполняются в виде термокабеля — кабеля небольшого сечения с нанесённым на него специальным покрытием. Под воздействием температуры изменяется сопротивление участка термокабеля, что и служит сигналом для предупреждения об опасности.

Таким образом, создаётся необходимая защита помещений в виде линейного контура, данный кабель прокладывается по потолку. Он удобен при большой загазованности помещений, при значительном содержании пыли в воздухе и повышенной пожароопасной обстановке.

Кумулятивные тепловые извещатели образуются, когда расстояние между точечными чувствительными элементами меньше радиуса их действия. Одновременное реагирование на тепловое воздействие значительно повышает эффективность устройств.

Контактные

Контактный тепловой пожарный извещатель предполагает наличие стального проводника внутри или нескольких. Они покрыты специальным веществом, реагирующим на изменение температурного режима. Он должен быть легкоплавким.

Нагрев чувствительного элемента контактного извещателя происходит из-за реакции покрытия при достижении определенных значений температуры окружающей среды. Происходит замыкание, а приемо-контрольные устройства оценивают сопротивление на данном участке.

Контактные извещатели просты в эксплуатации и имеют длительный срок службы. Их легко устанавливать, они практически не восприимчивы к пыли, повышенной влажности. Однако температурные диапазоны у них не широкие, поэтому выбор объектов установки для них ограничен. В сравнении с остальными типами недорогие и надежные. Тепловые датчики не меняют на новые.

Электронные

У электронных извещателей один из самых сложных принципов действия. Внутреннее устройство состоит из температурных сенсоров, которые находятся в кабеле. Расстояние между сенсорами соответствует определенным значениям.

Электронные тепловые пожарные извещатели работают с изменениями сопротивления электрического тока. Они связаны с повышением или понижением температуры окружающей среды. Контроллер обрабатывает полученные данные и передает их на управляющее устройство общей системы.

Их преимущества в малой задержке срабатывания и высокой чувствительности. Электронные извещатели крайне восприимчивы к электромагнитым помехам, но в целом не требуют особого подхода в установке, обслуживании. Могут работать на большом расстоянии от контрольно-приемного устройства (до 2,5 км).

Оптические

Центральным элементом в оптических устройствах является оптико-волоконный кабель. Повышенная температура окружающей среды приводит к изменениям в его структуре, а свет от специального лазера при попадании на него отражается. Контроллер оптического извещателя определяет участок, где изменилась температура и ее значение.

Эти устройства работают на большом отдалении от контрольно-приемного устройства (до 8 км). Можно использовать оптические тепловые извещатели в системах пожарных сигнализаций при помехах, рисках коррозии, повышенной влажности, загрязнений и прочих потенциально опасных факторах. Инерционность предельно низкая. Чувствительный элемент подлежит замене, его стоимость невысокая.

Механические

Ключевой элемент в механических извещателях – термопара. Внутри металлических трубок находится сжатый газ. При нагревании из-за повышения температуры окружающей среды до определенного предела меняется давление, которое регистрирует электронный блок.

В конструкции присутствует один из многочисленных датчиков пожарной сигнализации. Его задача – определять изменение давления и передавать сигнал об этом на управляющее устройство.

Из недостатков таких извещателей отмечают небольшое расстояние до электронного блока>. Это одна из причин, почему их практически перестали использовать в современных противопожарных системах. Чувствительный элемент в механических извещателях многоразовый. Несмотря на ограниченность характеристик, они до сих пор применяются на объектах со специфическими параметрами. Преимуществен там, где другие извещатели не могут работать по многим причинам.

Первыми извещателями подобного типа оснащались церкви более 200 лет назад. Простая конструкция состояла шнура с грузом. При пожаре шнур перегорал, а груз бил по колоколу. Его звон оповещал жителей об опасной ситуации.

Установка

Существуют определенные правила по выбору места размещения и количества извещателей тепловых в системе пожарной сигнализации в конкретном помещении. Их устанавливают также и в комплексе с извещателями, определяющими другие факторы пожара.

Точечные извещатели тепловые размещают преимущественно под перекрытиями, но возможны и другие варианты, когда осуществить данное требование сложно по техническим причинам. Допускается их размещение на несущих конструкциях.

На стенах точечные извещатели устанавливают на расстоянии 0,5 м от угла и в отдалении от перекрытий. Также на место размещения извещателей влияют параметры защищаемого помещения – высота потолка, форма перекрытия. Все нестандартные ситуации, связанные с монтажом, требуют дополнительных расчетов по действующим нормам пожарной безопасности. Для всех устройств обеспечивают надежные крепления и устойчивость. На выбор места влияют и воздушные потоки от канализации.

К точечным извещателям должен быть доступ для ремонта и технического обслуживания, в том числе при размещении выше 6 м.

Нельзя устанавливать точечный извещатель тепловой на расстоянии менее 0,5 метров от светильников и остальных предметов. Расположение таких устройств относительно друг друга зависит от данных в нормативных документах. Площадь защищаемой зоны извещателей также указана в таблицах и зависит от типа и конструктивных особенностей. Если устройства комбинированы, например тепловые и дымовые датчики находятся вместе, то их считают за одну единицу.

Допускается использование продукции, которая прошла испытания перед выпуском и имеет сертификат соответствия. Установленным требованиям в стандартах должен отвечать каждый извещатель пожарный тепловой. На нем производитель обязан указывать тип и класс, а в технической документации описывать подробные характеристики.

При установке нельзя пренебрегать данными из этих документов и увеличивать защищаемую зону. Также тепловые извещатели вне зависимости от принципа действия рассчитаны на конкретные климатические зоны, что учитывается при их изготовлении.

Важность пожарной безопасности нельзя переоценить. Огненная стихия способна причинить немало вреда для имущества и жизни людей. Защитить себя и свой дом поможет извещатель пожарный тепловой. Это начальный элемент безопасности в общей системе предупреждения пожаров. О том, что из себя представляют эти датчики, как они устроены и какого типа бывают — в этой статье.

Начало пожара

Пожар не происходит сразу. Любое возгорание совершается в несколько этапов:

1. Тление.
2. Задымление.
3. Открытое пламя.
4. Повышенное тепловыделение.

Начало возгорания и его интенсивность находится в зависимости от того что именно загорелось. От этого материала предопределен сценарий развития огня.

От одних веществ выделяется больше дыма, а другие больше выделяют тепловую энергию.

При возникновении возгорания резко поднимается температура в помещении. Тепловые детекторы способны уловить разницу в изменении тепловой нагрузки в комнате. Поймать начало развития огня и избежать больших неприятностей способен именно пожарный извещатель.

Посмотрим на таблицу. На ней наглядно показаны характеристики огненной стихии:

Датчик пожарный тепловой

Стандартный датчик включает в себя контроллер с чувствительным элементом или тепловым сенсором. Он может быть в различном исполнении и принципа работы, но суть остается одна — адекватная реакция на изменение окружающей температуры. Диапазон предельной температуры у всех датчиков разный.

Типовое размещение на потолках и в зонах повышенной пожароопасности.

Современные датчики систем пожаротушения стали более сложными. Новые модели более модернизированы и с дополнительными особенностями. Если старые модификации реагировали непосредственно на огонь, то усовершенствованные системы способны моментально среагировать на малейшее изменение температуры и отправить сигнал опасности на пульт в пожарную часть.

Классификация

Установка тепловых ПИ целесообразна в тех случаях, когда в зоне предполагаемого пожара при начальной стадии должно идти скоростное тепловыделение. Извещатели других типов просто не способны правильно среагировать на изменение окружающей обстановки.

В зависимости от того как датчики реагируют на воспламенение их можно разделить на три типа:

• каким способом приводятся в действие;
• тип электропитания;
• общего типа или адресные.

Тепловые извещатели пожарной сигнализации также разделяется по способу активации:

• автоматическая;
• ручная.

По типу электропитания:

• по общему шлейфу (общая линия связи которая соединяет все датчики и приемный прибор);
• каждый ПИ запитан отдельным проводом;
• питание от автономного источника питания, но средства связи проводные;
• автономные (в корпусе прибора находился аккумулятор или батарейка, а также средство оповещения о возгорании).

По типу обнаружения места очага пламени:

• безадресные — посылается общий сигнал об опасности;
• адресные — каждый прибор имеет прописанную в системе пожаротушения точку установки, которая отражается на приёмно-контрольном пункте.

Тип связи с общим приемным устройством:

• проводные системы;
• по выделенному радиоканалу;
• по опто-волоконной связи;
• комбинация всех этих способов связи;
• другие способы.

Класс сенсора определяется его скоростью срабатывания. Собственно говоря, все известные тепловые ПИ в той или иной степени отличаются своей инерционностью. Для ускорения обнаружения очага воспламенения и передачи сигнала все тепловые датчики небольших размеров с минимальным весом. Это помогает снизить характерную для этого класса приборов инерционность. Среди извещателей такого уровня популярны биметаллические сенсоры. По характеру изгиба и изменению размера биметаллического элемента регистрируются температурные скачки.

Как работает

В общем извещатели работают по принципу термостата. Постоянно меряют температуру в помещении и реагируют, если она превышает пороговые значения. Применяются в тех случаях, когда монтаж детекторов другого типа невозможен или нецелесообразен по целому ряду причин. Так, например, эти устройства могут работать, если помещение постоянно в пыли, загазованно, с пониженными температурами или окружающая среда слишком агрессивна для детекторов огня другого типа.

Способность устойчиво работать в помещениях с агрессивной средой — основная причина популярности применения таких девайсов в промышленности.

Типовые тепловые ПИ выпускаются как одноразовые, так и многоразовые.

ПИ одноразового действия устанавливаются в небольших по площади помещениях. Понятно, что в случае ЧС чувствительный элемент больше не пригоден к дальнейшему применению и требует замены.

ПИ многоразового действия нет смысла заменять после каждого сигнала о пожаре.

Общая классификация ТИ

По типу считывания:

• Пороговые;
• Дифференциальные;
• Комбинированные.

Первые (максимальные) сработают, если превышен допустимый уровень общей температуры в помещении. Всем хорошо известны первые модели таких пороговых извещателей. Раньше они были популярны и широко применялись. Да, это не современный датчик мгновенного реагирования. Сигнал о пожаре поступал достаточно поздно, когда огонь уже вовсю разгорался.

Более «умные» датчики могут анализировать скорость нарастания тепла в помещении. По этому принципу работают дифференциальные ПИ. Если помещение прогревается слишком быстро и не укладывается в рамки рабочей температуры самого датчика — происходит срабатывание.

Датчики комбинированного типа — комбинация этих обоих детекторов. Самые лучшие технические данные и особенности срабатывания объединены в таких извещателях. Сработают, если происходит стремительный прогрев воздушного пространства в помещении и если превышено пороговое значение для срабатывания датчика. Если эти два условия выполнены — проходит сигнал тревоги на пульт дежурного пожарной охраны.

Термочувствительные элементы ПИ

От типа применяемого термочувствительного элемента зависит время сработки датчика. У тепловых ПИ могут быть сами чувствительные элементы изготовлены из:

1. Легкоплавких материалов. Принцип устройства прост — два проводника соединены между собой при помощи легкоплавкого металла. Температура повышается и этот соединитель плавится, что в свою очередь приводит к тому, что эти два контакта разъединяются и электрическая цепь размыкается. Это состояние регистрируется на центральном посту и проходит в систему сигнал тревоги.
2. Оптоволокна. Повышение температуры приводит к изменению электрической проводимости материала. Она начинает увеличиваться. Это изменение регистрируется фотоэлементом и генератором электрического сигнала. Происходит тревожное оповещение.
3. Терморезистора. Специальная полупроводниковая пластина, помещенная в корпус датчика, изменяет свое электрическое сопротивление при нагревании. Датчик это изменение фиксирует и выдает сигнал тревоги.
4. Биметаллические. Токопроводящий элемент изготовлен из биметаллической пластины. Под воздействием жара от огня она неравномерно изгибается. Это изменение состояния пластины от прямой линии фиксируется ПИ.

По этой классификации видно, что все применяемые ПИ обладают разными физическими свойствами, но в конечном итоге работают как датчики пожара. Чувствительные элементы в корпусе датчика могут быть разные, но они в любом случае срабатывают при изменении температуры.

От типа термочувствительного элемента предельная температура для сигнала тревоги может быть разная — от 51 °С до 251 °С.

По действующим нормам пожарной безопасности срок службы тепловых датчиков — от 9-ти лет.

Где используется

Противопожарный датчик очень востребован в таких заведениях и учреждениях как:

1. Торгово-развлекательные комплексы.
2. На промышленном производстве в цехах.
3. Жилые комплексы — частные квартиры, многоквартирные дома.
4. Открытых складских площадках.
5. В школах.
6. Закрытые складские помещения.
7. Складах ГСМ.
8. В местах, где при возгорании может произойти большой выброс тепловой энергии.

Виды извещателя теплового

Тепловые детекторы разумно применять в тех случаях, когда извещатели другой конструкции просто не способны работать. Например, они могут подать ложный сигнал, когда пожар полностью отсутствует.

Как мы уже говорили ПИ срабатывают по разному в зависимости от того из какого материала изготовлен сам термочувствительный элемент. Они бывают разных видов.

Мы покажем основные типы тепловых ИП, классифицируем на каком принципе работает термочувствительный элемент, как исполнен и связывается ШПС.

Максимальный

Из названия становится понятен тип сработки.

Он реагирует на то, насколько превышен пороговый параметр температуры в зоне контроля или в районе рабочего оборудования.

Максимальный тепловой извещатель замечает превышение температуры воздуха больше заданного для него значения.

Например, прибор ИП 104-1 сработает, если температура достигнет отметки +72 °С. Он предназначен для работы в помещениях класса А, Б взрыво-пожароопасности.

Рабочий диапазон температур от −51 °С до +50 °С.

Дифференциальный

Этот датчик также замечает повышение окружающей температуры, но срабатывает, если скорость температурного скачка больше чем задано в характеристике прибора. Дифференциальные тепловые приборы контроля не обладают точной температуры срабатывания.

Реакция на тепло регулируется на заводе-изготовителе. Например, 3–30 °C/мин. Также может быть 41, 61, 101 °С.

При пожаре, дифференциальные датчики фиксируют пожар на ранних стадиях, реагируя  на фазу пиролиза, продолжительного тления и дымообразования.

Датчики такого типа, не смотря на то что они способны зафиксировать быстро нарастающее тепловое окружение, не получили широкого применения.

Максимально-дифференциальный

Комбинация двух предыдущих датчиков. За счет двойного принципа срабатывания повысилась термочувствительность.

Сигнал о пожаре проходит, если произошел резкий температурный скачок (дифференциальный принцип), либо если температура окружающего воздуха достигла порогового значения (максимальный извещатель).

Если в помещении зафиксировано превышение допустимого количества тепла — датчик немедленно среагирует и подаст в систему пожаротушения сигнал о тревоге.

Тепловые ПИ дифференциального и максимально-дифференциального типа применяются, когда надо определить очаг пожара в тех зонах, где не должно быть резких перепадов температуры. При установке детекторов такого типа необходимо учесть, что температура срабатывания должна быть настроена таким образом, чтобы она была на 20 °С выше предельно ожидаемой температуры воздуха в комнате.

Если предполагается установка датчиков максимального типа, то следует учесть характер самого помещения. Может так случиться, что аварийная температура воздуха может быть ниже порогового значения. В этом случае детектор или не сработает или тревога пройдет на пульт через слишком большой промежуток времени.

Взрывозащищенный

Мы уже упоминали о приборе класса А, Б.

Такие устройства должны устанавливаться на участках с повышенными требованиями пожарной безопасности.

Взрывозащищенный тепловой ПИ именно такое устройство. Поставляется в корпусе из нержавеющей стали. Устанавливается на спецобъектах (АЗС, предприятия химической отрасли) с повышенной опасностью, где от пожара может произойти взрыв.

Адресный

Принцип работы аналогичный тепловым ип дифференциального и максимально-дифференциального типа. Но если его подключить к общему шлейфу противопожарной системы на пульт охранной системы поступает уникальный номер датчика. Это ПКП дает возможность точно узнать место возгорания.

Защищённость объекта повышается, когда в паре с адресным датчиком применяется и дымовой датчик.

Контрольный пульт, благодаря уникальному коду приборчика, также может мониторить состояние подконтрольного объекта

Адресно-аналоговый

Противопожарные системы, оборудованные адресно-аналоговыми датчиками — самые прогрессивные. Состояние прибора анализируется головным блоком управления на основании тех данных, которые поступили в результате измерений извещателя. Кроме того, режимы работы можно корректировать, выставляя нужные значения порога срабатывания.

Топология размещения линий с ип выбирается произвольно. Надежность повышается за счет двух независимых портов подключения к общей охранной системе. Мало того, если линия связи повреждается, система распознаёт местоположение поврежденного участка.

Несомненные преимущества:

• обнаружение пожара на ранних стадиях;
• малое количество ложных срабатываний;
• проконтролирует уровень запыленности помещения;
• контролирует напряжение, поступающее на контроллер.

Все приборы такого типа программируемые, с помощью Windows-программ.

Линейный

Система состоит из огнеупорного кабеля, который рассчитан на работу в высоких температурах.

Применяется в условиях, где применение обычных детекторов, подключенных в ШПС, затруднено. Такой пожарный кабель собственно сам детектор с высокой чувствительностью по все его длине. А длина может составлять 1.5 км.

Конструктивно состоит из медной витой пары с термопокрытием, которая и является сенсорным элементом.

Принцип работы следующий. Под воздействием высоких температур, оплетка кабеля начинает плавиться. Две медные жилы замыкаются, а на контрольном приборе фиксируется место короткого замыкания. В результате система подает сигнал о пожаре.

Точечный

Популярен в небольших по площади (до 25 м²) помещениях. К тому же такие ип, как правило, недорогие.

Основное преимущество — нейтральное отношение к излучению от технологического (например, кухонного) оборудования.

При выборе точечного теплового пожарного детектора следует учитывать место установки и ту площадь, которую он способен контролировать. Оно рассчитывается исходя и приведенной ниже таблицы:

В любом случае, не рекомендуется отклоняться от величин, которые прописаны в прилагаемом техническом паспорте на каждое изделие.

Также следует учитывать тот фактор, что в выбранном помещении не должно быть обильного тепловыделения, которое тепловой датчик может расценить как начало пожара и подать сигнал тревоги.

Плюсы

Тепловые датчики ПС популярные устройства из-за таких качеств как:

• простая и понятная конструкция;
• простота эксплуатации и техобслуживания;
• недорогие.

Минусы

1. Тепловые сенсоры обладают ключевой особенностью — минимальная реакция в тех случаях, когда горят материалы, не выделяющие тепло.
2. Также не рекомендуется размещать такие извещатели на высоких потолках. Сигнал о пожаре может сильно опоздать по времени или не поступить совсем.
3. Невозможность применения на горячих производствах.
4. Не подходят для помещений, где хранятся радиоактивные отходы и щелочные материалы.

Заключение

Пожар — стихийное бедствие и точной статистики действенности размещенных в помещениях сигнализационных систем нет. Но уж точно никто не может усомниться в важности систем раннего предупреждения о пожаре. В опасной ситуации раннее оповещение дает время спасти как материальные ресурсы и самое важное — человеческие жизни.

В этом хорошо помогает тепловой пожарный извещатель. Несмотря на его простоту — он очень надежен в эксплуатации. Поэтому область применения таких детекторов очень широ?