Устройство и принцип действия

Рисунок 1. Расположение элементов аспирационного извещателя

   Аспирационный дымовой пожарный извещатель состоит из системы трубок с отверстиями для забора воздуха и центрального блока, с вентилятором для обеспечения потока воздуха и лазерным дымовым пожарным извещателем (см. рис. 1). Определим различие в процессах дымоопределения при использовании аспирационного извещателя и точечного дымового извещателя.
1. Принудительный отбор воздуха из контролируемого помещения и естественное поступление дыма в пожарный извещатель. Согласно НПБ 65-97 "Извещатели пожарные дымовые оптико-электронные. Общие технические требования. Методы испытаний" чувствительность порогового дымового ПИ должна выбираться из диапазона удельной оптической плотности среды 0,05 - 0,2 дБ/м. Контроль чувствительности производится в аэродинамической трубе замкнутого типа, где через извещатель проходит воздух с аэрозолью (НПБ 65-97 Приложение 1). В то же время, по ГОСТ Р 50898-96 "Извещатели пожарные. Огневые испытания" при испытаниях по тестовым очагам в помещении допускается активизация извещателя при удельной оптической плотности 2 дБ/м, т.е. в 10 раз большей. По результатам испытаний ПИ, выдержавшие испытания делятся на три класса: А - чувствительность выше 0,5 дБ/м, класс В - чувствительность от 0,5 до 1 дБ/м, класс С - от 1 до 2 дБ/м. И противоречия здесь нет: в отличии от испытаний в дымовом канале, где в месте расположения ПИ скорость потока увеличивается и возникает турбулентность. В испытательном помещении по ГОСТ Р 50898-96 размером 10 м х 7 м и высотой 4 метра сказывается аэродинамическое сопротивление дымового ПИ. Неудачная конструкция корпуса ПИ и дымовой камеры, относительно низкая площадь дымозахода по сравнению с внутренним объемом ПИ могут привести к снижению чувствительности в реальных условиях более чем в 10 раз. В той или иной степени этот эффект проявляется у любого точечного дымового извещателя с дымовой камерой и с конструктивными элементами для защиты от пыли. Этим и объясняется расхождение требований по НПБ 65-97 и по ГОСТ Р 50898-96. Таким образом, отбор воздуха через трубку при помощи вентилятора в несколько раз повышает реальную чувствительность системы.
2. Лазерный и светодиодный дымовой извещатель.

Рисунок 2. Лазерный пожарный извещатель

В дымовых оптико-электронных пожарных извещателях при помощи фотодиода измеряется уровень, отраженного от частиц дыма, света. Обычно в качестве источника излучения используется светодиод, что и определяет потенциальную чувствительность дымового ПИ. Для повышения чувствительности необходимо увеличивать яркость излучения, а это приводит к увеличению фонового сигнала, отраженного от стенок дымовой камеры, который, к тому же, повышается при их запылении. В лазерном дымовом извещателе, как следует из названия, в качестве излучателя используется миниатюрный лазер (см. рис. 2). Яркость излучения лазера примерно на два порядка выше, чем у светодиода, а фокусировка луча обеспечивает практически полное отсутствие отражений от стенок дымовой камеры. В результате, лазерный извещатель обеспечивает обнаружение задымления на уровнях удельной оптической плотности примерно в 100 раз меньших, чем современные светодиодные пороговые ПИ.

Рисунок 3. Снижение концентрации дыма с увеличением высоты помещения

Рисунок 4. Расстановка точечных пожарных извещателей

3. Нескольких дымозаходных отверстий у аспирационного извещателя и несколько точечных дымовых извещателей в одном помещении. На начальном этапе возгорания плотность дыма, поступающего в одно из отверстий будет снижаться за счет поступления чистого воздуха через другие отверстия. Кроме того, для обеспечения равномерного поступления воздуха через различные отверстия на конце трубки устанавливается заглушка с дополнительным отверстием, диаметр которого примерно в два раза превышает диаметр рабочих воздухозаборных отверстий. Таким образом, оптическая плотность может максимально снизиться примерно в 10 раз, но выигрыш от отсутствия аэродинамического сопротивления и за счет использования лазерного извещателя позволяют достичь качественно новых уровней чувствительности. Например, лазерный дымовой извещатель 7251 уверенно реагирует на дым с удельной оптической плотностью менее 0,065 %/м, что примерно равно 0,0028 дБ/м. С учетом эффекта снижения оптической плотности, исходное значение удельной оптической плотности дыма, поступающее через одно из воздухозаборных отверстий, должно быть на уровне 0,028 дБ/м. Таким образом, в наихудшем случае, имеем превышение по чувствительности по сравнению с самым чувствительным классом А точечных дымовых извещателей примерно в 20 раз, а по сравнению с со средним классом В, к которому обычно относятся пороговые оптико-электронные ПИ, примерно в 40 раз. Однако рассмотренный случай является "идеальным", т.к. через другие отверстия трубки, расположенные в этом же помещении будет так же поступать дым пусть с несколько меньшей плотностью. Это эффект усиливается с ростом высоты помещения (см. рис. 3): дым от очага возгорания распределяется на больший объем, снижается его удельная плотность, но при этом он поступает через большее количество отверстий. В случае же использования точечных дымовых извещателей для компенсации снижения удельной оптической плотности используется их более частое размещение (см. рис. 4).

   Практическая реализация

Рисунок 5. Индикация режима работы извещателя А222Е-LSR

   В серии А200 существует несколько моделей аспирационного извещателя:
   1) А211Е-LSR - это одноканальный извещатель, которому подводится одна воздухозаборная трубка, в центральном блоке один или два лазерных извещателя 7251;
   2) А222Е-LSR - это двухканальный извещатель, к которому подводятся две воздухозаборных трубки, в центральном блоке два лазерных извещателя 7251, каждый из которых расположен отдельном отсеке, что увеличивает в два раза защищаемую площадь. На входе в центральный блок установлены воздушные фильтры, очищающие поступающий воздух от пыли. Эти фильтры размещены в съемных прозрачных картриджах, что значительно упрощает контроль их состояния и техническое обслуживание. Вся информация о состоянии контролируемого помещения и самой системы отображается на легко читаемых светодиодных индикаторах и может передаваться через порт RS232, для анализа событий или тенденций за определенный временной промежуток (см. рис. 5).

Рисунок 6. Установка аспирационного извещателя А211Е#LSR за подвесным потолком.

   Аспирационный извещатель А211Е-LSR позволяет организовать циркуляцию воздуха по замкнутому циклу. В зависимости от условий эксплуатации могут использоваться воздухозаборные трубки из АВС или UPVC пластика, меди, нержавеющей стали. Внутренний диаметр трубки 20 мм.

Рисунок 7. Заглушка	Рисунок 8. Уголок на 45° Уголок на 90°

При необходимости допускается укоротить трубку исходя из размеров помещения. В стандартной конфигурации забор воздуха производится через отверстия диаметром 3 мм, направленные вниз для обеспечения свободного дымозахода. При наличии подвесного потолка основная трубка наращивается капиллярными трубками (см. рис. 6).
   Конец воздухозаборной трубки должен быть обязательно закрыт заглушкой с отверстием диаметром 6 мм (см. рис. 7) для обеспечения равномерного поступления воздуха через различные отверстия. При отсутствии заглушки воздух будет поступать через торцевое отверстие диаметром 20 мм, а не через дымозаходные отверстия, т.к. они имеют значительно меньшие размеры. Если полностью закрыть торцевое отверстие трубки, то большая объем поступающего воздуха будет снижаться с удалением отверстия от центрального блока. Для выполнения изгибов используются два типа уголков для отклонения трубки на 45° и на 90° (см. рис. 8).

   Подключение к приемно-контрольным приборам
   Аспирационные извещатели серии А200 могут подключаться к любому пороговому ПКП посредством использования реле. В каждом канале имеются реле ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ, ПОЖАР, НЕИСПРАВНОСТЬ.

Рисунок 9. Декадные переключатели

Формирование предварительных сигналов позволяет реализовать сверхвысокую чувствительность аспирационной системы даже при использовании традиционного порогового ПКП. Кроме того, имеются входные и выходные терминалы для подключения лазерных дымовых извещателей 7251 к шлейфу аресно-аналогового ПКП, поддерживающему 200 протокол.
   При этом на декадных переключателях, расположенных на задней стенке устанавливаются соответствующие адреса в диапазоне от 01 до 99 (см. рис. 9). Левый переключатель определяет значение десятков, правый значение единиц. Преимущества адресации десятичном виде - это простая интуитивная установка адреса в десятичной системе счисления. Не требуется никакого дополнительного оборудования для установки и проверки адресов. При изготовлении извещателей устанавливается исходный адрес 00, который не используется в системе, что позволяет с помощью ААПКП легко определить извещатель с не установленным адресом.

   Технические характеристики
   -аспирационные дымовые пожарные извещатели серии А200 подключаются к источнику питания с номинальным напряжением =24 В (диапазон рабочих напряжений от 18 до 30В);
   -ток потребления 120 - 500 мА. Существует версия извещателей с питанием от сети ~220В (диапазон от 85 до 264 В) с встроенным источником бесперебойного питания;
   -обеспечивается мониторинг состояния устройства, контроль чувствительности дымовых лазерных извещателей - верхний и нижний предел компенсации изменения чувствительности, контроль вентилятора и т.д.
   -степень защиты оболочки IP50, с опцией IP65;
   -диапазон рабочих температур от -10°С до +60°С;
   -диапазон относительной влажности от 10% до 95% без конденсации;
   -размеры центрального блока 254 мм х 180 мм;;
   -максимальная длина воздухозаборной трубки каждого канала 75 метров.

   Таким образом, использование сравнительно не дорогих аспирационных пожарных извещателей серии А200 System Sensor поднимает уровень пожарной защиты на качественно новый уровень. Появляется возможность фиксировать пожароопасную ситуацию на сверхранних этапах, что, при своевременном реагировании на предварительные сигналы, обеспечивает минимальные материальные потери от возгорания, не требуется проведение эвакуации людей и прерывания рабочего процесса и т.д.