Технические системы безопасности. Современные тепловые пожарные извещатели Виды приборов и их особенности

Извещатель ИП 101-15СП производства АО «Спецпожинжиниринг» предназначен для выдачи электрического сигнала при повышении температуры окружающей среды выше заданного значения путем размыкания (замыкания) цепи шлейфа пожарной сигнализации и включения световой индикации на извещателе.

Назначение и область применения извещателя пожарного теплового максимального ИП 101-15СП

Нормальная работа извещателя ИП 101-15СП гарантируется при температуре окружающей среды –55... +115°С и относительной влажности до 98% при температуре +25°С;
Вид климатического исполнения – 0М2, тип атмосферы III по ГОСТ 15150;
Извещатель пожарный тепловой максимальный ИП 101-15СП может быть установлен во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок. Окружающая среда может содержать взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом категории IIA, IIB и IIC;
Извещатель ИП 101-15СП имеет встроенную схему проверки работоспособности электрической схемы, основанную на снижении настройки температуры срабатывания извещателя ниже –55°С при воздействии на встроенный узел проверки внешнего магнитного поля, что позволяет проверять исправность извещателя без демонтажа и отключения от пульта.

Технические характеристики извещателя пожарного теплового максимального ИП 101-15СП

Напряжение питания: от 8 до 28 В постоянного или переменного тока;
Температура срабатывания: +54...+115°С;
Маркировка взрывозащиты: 1ExdmIICT4/Т6 X;
Степень защиты оболочкой: IР68;
Назначенный срок службы: 10 лет.

Модификации извещателя пожарного теплового максимального ИП 101-15СП

В зависимости от типа кабельных вводов извещатели выполняются в трёх модификациях:
1) «Извещатель пожарный тепловой максимальный ИП101-15СП-Б12-ХХ» - в комплект поставки входят кабельные вводы для монтажа

бронированным кабелем с максимальным диаметром брони 12 мм или металлорукавом с диаметром условного прохода 10 мм.

Рекомендуется использовать металлорукав марки РЗ-Ц-Х с диаметром условного прохода 10 мм.
2) «Извещатель пожарный тепловой максимальный ИП101-15СП-Б15-ХХ» - в комплект поставки входят кабельные вводы для монтажа

металлорукавом с диаметром условного прохода15 мм. Рекомендуется применять металлорукав марки РЗ-Ц-Х с диаметром условного

прохода 15 мм.
3) «Извещатель пожарный тепловой максимальный ИП101-15СП-Т-ХХ» - в комплект поставки входят кабельные вводы для монтажа в трубной

разводке с резьбой G=1/2”, где ХХ – класс извещателя.
В зависимости от температур срабатывания извещатели делятся на следующие классы:

Пример оформления заказа на тепловой извещатель ИП 101-15СП

«Извещатель пожарный тепловой максимальный ИП 101-15СП-Б12-А2».

(При заказе необходимо указывать требуемый класс извещателя ИП 101-15СП. Указание температурного класса обязательно, так как одна и та же температура попадает в диапазоны разных классов. Температура срабатывания должна, по возможности, находиться в середине диапазона соответствующего класса).

Комплект поставки извещателя ИП 101-15СП:

Наименование	Колличество на исполнение	Примечание
Извещатель	1
Кольцо уплотнительное:
Ø8 мм для кабеля 6-8мм	2
Ø10 мм для кабеля 8-10мм	2
Шайба	2
Кабельный ввод	2	Тип зависит от модификации
Заглушка	1
Болт	1
Защитный колпачок	1
Гайка	1
Кронштейн к тепловому извещателю 2551 с гайкой	1	Опция, заказывается отдельно
Паспорт	1
Спец. ключ	1	На партию
Ключ клеммный	1	На партию
Магнит	1	На партию

Оборудование для монтажа извещателя ИП 101-15СП

Тепловой пожарный извещатель – автоматический ПИ, реагирующий на определенное значение температуры и (или) скорость ее повышения (ГОСТ Р53325-2012).

При оборудовании объектов автоматическими установками пожарной сигнализации широко применяются тепловые пожарные извещатели трех типов: с датчиками максимального, дифференциального и максимально-дифференциального действия

Кклассификация тепловых ПИ по характеру реакции на контролируемый признак пожара:

Максимальный тепловой пожарный извещатель - пожарный извещатель, формирующий извещение о пожаре при превышении температурой окружающей среды установленного порогового значения - температуры срабатывания извещателя.

Максимально-дифференциальный тепловой пожарный извещатель - пожарный извещатель, совмещающий функции максимального и дифференциального тепловых пожарных извещателей.

Дифференциальный тепловой пожарный извещатель - пожарный извещатель, формирующий извещение о пожаре при превышении скоростью нарастания температуры окружающей среды установленного порогового значения.

Извещатели с датчиками максимального действия срабатывают при определенной, заранее заданной температуре.

Извещатели с дифференциальными датчиками реагируют на определенную скорость повышения температуры.

Максимально-дифференциальные извещатели включают в себя датчики максимального и дифференциального действия и срабатывают как при определенной, заранее заданной температуре, так и при определенной скорости ее повышения.

При выборе тепловых пожарных извещателей следует учитывать, что температура срабатывания максимальных и максимально-дифференциальных извещателей должна быть не менее чем на 200 С выше максимально допустимой температуры воздуха в помещении.

Тепловые пожарные извещатели классифицируют в зависимости от используемого чувствительного элемента.

Извещатели с плавкими датчиками считаются наиболее распространенными из-за их простоты, надежности и малой стоимости. Будучи разового действия, они не могут служить для информации о восстановлении нормальных условий в контролируемых помещениях.

В настоящее время широкое применение получили извещатели, датчиками в которых являются термопары. Термопарныйдифференциальный извещатель содержит термобатарею, которая обеспечивает подачу сигнала о пожаре при признаках нарастания температуры среды выше максимально допустимой. Чем больше скорость нарастания температуры, тем скорее подается сигнал о пожарной опасности.

Классификация тепловых ПИ по принципу действия:

ИП101 -с использованием зависимости изменения величины термосопротивления от температуры контролируемой среды;

ИП-102 - с использованием возникающей при нагревании термоЭДС;

ИП-103 - с использованием линейного расширения тел;

ИП-104 - с использованием плавких материалов;

ИП-105 – с использованием зависимости магнитной индукции от температуры;

Классификация по конфигурации измерительной зоны тепловые ПИ бывают:

Точечный пожарный извещатель – пожарный извещатель, реагирующий на факторы пожара в компактной зоне.

Многоточечный пожарный извещатель (тепловой) – извещатель с дискретным расположением точечных чувствительных элементов в измерительной линии.

Линейный пожарный извещатель – пожарный извещатель, реагирующий на факторы пожара в протяженной, линейной зоне.

Например:

Извещатель точечный тепловой максимальный 70°С ИП-103-4/1 МАК-1

Устройство: Извещатель состоит из пластмассового защитного корпуса и пластмассового основания с двумя крепежными отверстиями под шурупы, в котором непосредственно на винтовых клеммах установлено температурное реле. К этим же клеммам монтируется шунтирующий резистор.

Принцип работы: В нормальном состоянии контактная система извещателя замкнута. При достижении пороговой температуры контакты извещателя размыкаются, а при снижении температуры от пороговой контакты вновь замыкаются.

Извещатель тепловой многоточечный ИП 102-2х2

Датчик извещателя состоит из чувствительных элементов (термопар), равномерно распределенных на длинном витом проводе.

Принцип работы : Термо-э.д.с., возникающие при воздействии на термопары тепловых потоков, суммируются на концах провода и преобразуются в специальном электронном блоке (блоке сопряжения) в сигнал тревоги. Если провод с термопарами равномерно разместить по всей площади потолка защищаемого помещения, то за счет сканирования тепловых потоков в помещении обеспечивается быстрое обнаружение загораний. Результаты огневых испытаний показали, что время срабатывания многоточечных извещателей мало зависит от высоты защищаемых помещений и составляет несколько десятков секунд вплоть до высоты Н = 20 м.

Линейный тепловой извещатель (термокабель)

Устройство термокабеля:

Линейный извещатель (термокабель) состоит из двух стальных проводников, каждый из которых покрыт термопластичным материалом. Проводники скручены вместе для создания механического напряжения между ними, и дополнительно покрыты внешней защитной ПВХ оболочкой.

Принцип работы :

Через термокабель постоянно проходит контрольный ток от интерфейсного модуля. При температуре срабатывания термопластичный материал изоляции продавливается из-за механической напряженности проводников, и они замыкаются. Термокабель работает как единый датчик непрерывного действия. Линейное детектирование имеет уникальные преимущества при использовании в местах затрудненного доступа, местах с повышенным загрязнением, пылью, агрессивной или взрывоопасной средой.

Область применения тепловых ПИ

Тепловые ПИ используют для защиты помещений, горючая нагрузка которых характеризуется значительным тепловыделением при пожаре. Если зона контроля представляет собой протяженный объект сложной геометрической формы, применяют линейные ТПИ.

Максимальные ТПИ не следует применять в помещениях, температура воздуха в которых может быть ниже 0ºС и в помещениях предназначенных для хранения культурных ценностей, для содержания горючих материалов в незначительных количествах и/или с низкой калорийностью.

Дифференциальные ТПИ эффективно применять для защиты объектов с пониженной температурой окружающей среды. Инерционность дифференциальных извещателей ниже, чем у максимальных, а это значит, что пожар будет обнаружен быстрее. В то же время не следует применять дифференциальные ТПИ для защиты помещений, в которых возможны значительные перепады температуры, не вызванные возникновением пожара, а связанные, например, с работой систем кондиционирования.

Тепловые извещатели пожарные (ИП) – это устройства оперативного обнаружения признаков пожара по резкому повышению температуры в помещениях. Устойчивые к внешним факторам – влажности, запыленности, загазованности, задымленности в помещениях, они надежно эксплуатируются в неисчислимом количестве установок, систем АПС, АУПТ; везде, где использование других извещателей – дымовых, пламени нецелесообразно, и просто бессмысленно.

ДТЛ, эта аббревиатура расшифровывается как датчик тепловой легкоплавкий. Такие извещатели для раннего обнаружения возникшего очага пожара в помещениях были широко распространены во времена Советского Союза.

Простейшее устройство однократного использования, срабатывающего при тепловом воздействии высокой температуры огня на каплю из легкоплавкого припоя, соединяющую две пружинящие металлические пластинки, подлежащего после этого замене

Прошло время и на смену ДТЛ пришли современные автоматические тепловые пожарные извещатели, выгодно отличающиеся как по конструкции, техническим характеристикам, так и по материалу, качеству изготовления. Немаловажным фактором для заказчиков стало изменение крайне примитивного дизайна, формы корпуса «тепловиков» советской эпохи.

До сих пор, “тепловики”, как и , являются основными индикаторами начала пожара в , а также многих АУПТ; там, где горение в основном сопровождается первоначально большим выделением тепловой энергии, а не плотных частиц дыма и других взвесей.

Принцип действия

Смотрим с 6 минуты видео

Основан на изменении физических, и связанных с ними механических, свойств термочувствительных элементов таких устройств.

Виды

В связи с этим существуют такие виды/типы тепловых извещателей и их классификация:

С применением легкоплавких материалов. Обозначение/маркировка изделия, согласно принятой в нормах ПБ классификации – ИП 104.
Разрушающиеся под воздействием высокой температуры воздушно-газовой среды, реагирующие на температурную деформацию материала датчика – ИП 103.
Использующие зависимости электрического сопротивления/магнитной индукции, а также термоэлектродвижущей силы от температуры среды – ИП 101/102/105.
Комбинированные – на основе различных принципов действия для увеличения надежности срабатывания теплового извещателя.

Диапазон значений температуры срабатывания тепловых датчиков весьма широк – от 50 до 250℃. Поэтому подобрать нужный тип в зависимости от предстоящих условий длительной эксплуатации; а срок для теплового извещателя, в нормативных документах, литературе о ПБ, обозначаемым ИП, принят не менее 10 лет; не составит труда.

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℃ превышать максимально возможную в защищаемом помещении, пожарном отсеке/зоне при нормальных условиях.

Потому как срабатывает чувствительный элемент пожарного теплового извещателя, который собственно и является датчиком резкого, скачкообразного изменения температуры воздуха в защищаемых помещениях, они в соответствие делятся на три основные группы:

Максимальные

Реагируют на превышение заданного порогового/критичного значения температуры воздуха в объеме помещения, пожарного отсека, технологической коммуникации, ниши, шкафа, корпуса оборудования. Основанные на этом принципе действия самые первые «тепловики» не ушли в небытие.

Подробный материал:

Так, устаревший ДТЛ как птица Феникс возродился в ИП 104-1 – тепловом извещателе контактного типа, срабатывающем при расплавлении термочувствительного припоя при температуре около 72℃. В конструкции все тот же радикальный минимализм – две гибкие пластинки из металла, спаянные вместе и заключенные в пластиковый корпус без декоративных излишеств; соединения под винт для подключения в двухпроводной шлейф пожарной сигнализации, с питанием от ПКОП АПС/ОПС.

К сожалению, он, как и его предшественник ДТЛ является невосстанавливаемым 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℃, при высокой запыленности, загазованности, влажности воздуха до 95% при 35℃. Поэтому востребован, особенно для монтажа в запыленных, загазованных зданиях производственных цехов, гаражах автотранспортных предприятий, складских комплексах, с наличием пыли, муки, подобных летучих веществ. Выпускается многими отечественными производителями.

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.

Другой пример – это максимальные ИП 101-1А-А1/А3, срабатывающие при температуре +54–65℃ и 64–76℃, производства НПО «Сибирский Арсенал» из Новосибирска. Отличаются отличным качеством изготовления, гладким высококачественным пластиком корпуса, дизайном формы, наличием светового индикатора наличия питания в шлейфе ПС.

Хотя его цена несколько выше, чем у ИП 104-1 и подобных изделий, но очень востребован как специалистами проектных, монтажных организаций, выполняющих работы по защите системами АПС/АУПТ объектов, так и заказчиками за приятный внешний вид, подходящий для установки в помещениях административно-бытовых, офисных, торговых зданий.

Дифференциальные

Принцип действия – реакция на скорость резкого повышения температуры в защищаемом объеме пространства. Срабатывание зависит от заводских установок, варьирующихся скоростью изменения температуры от 3 до 30℃/мин или постепенного ее повышения порога в 30, 50, 100℃. По сути, были переходным вариантом изобретения/конструирования следующего широко используемого вида тепловых датчиков.

Подробный материал:

Максимально-дифференциальные

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.

Подробный материал:

Примеры распространенных максимально-дифференциальных извещателей, производимых сегодня в России:

ИП 101-3А-А3 R производства НПО «Сибирский Арсенал». Сообщение о пожаре формируется при повышении температуры больше, чем на 10℃ со скоростью более 5℃/мин или при достижении установленного критического значения 64-76℃ в двухпроводных шлейфах ПС напряжением 10–25 В. Совместим практически со всеми приборами АПС. Потребляемый ток 60мкА, интервал измерения температуры – 8 с. Эксплуатируется в условиях от – 30 до 55℃. Степень защиты – IP
Миниатюрный МАК-ДМ исп. 1 производства НПП «Специнформатика-СИ» (Москва), он же ИП 101-18-А2R с весьма сходными данными по отношению к предыдущему изделию.
Артон RTL – BR (Украина). Питание по двухпроводному шлейфу ПС 9–30 В. Температура срабатывания 69–85℃. Размеры 85 х 33 мм. Вес 50 г. Два световых индикатора – наличие электропитания/пожар. Характеризуется высокой устойчивостью к ложным срабатываниям даже в жестких условиях эксплуатации.

Автономные

В отличие от их дымовых «собратьев», в основном защищающих жилые помещения зданий, не получили практически никакого распространения. О них даже нет упоминания в НПБ 66-97, регламентирующем требования, методы испытания автономных извещателей о пожаре.

Правда, есть два исключения из правил:

Автономные комбинированные извещатели с наличием теплового канала, т.е. срабатывания на повышение температуры/ее критическое значение.
Оригинальное сигнально-пусковое устройство УСПАА-1 для установок пожаротушения, работающее в автономном автоматическом режиме; разработанное, выпускаемое много лет производственным объединением «Спецавтоматика» из Бийска. Фактически это дифференциальный тепловой извещатель, переходящий тревожный режим при температуре воздуха в помещении до 60℃, а при ее быстром нарастании до 70℃ формируется пусковой ток на запуск модулей порошкового пожаротушения типа «Ураган» , «Тунгус» и подобных им. Возможна эксплуатация в неотапливаемых помещениях – от – 40 до + 50℃. Защита устройства – IP Звуковая/световая индикация обо всех режимах работы, неисправности, разряда источников питания – двух плоских аккумуляторов типа CR 2032 напряжением 3 В, которых если не экономить на производителе, на практике хватает на 5 лет до замены. Устойчив к технологическим помехам.

Более подробно Вы можете ознакомиться в нашей статье:

Взрывозащищенные

Где необходимы такие устройства видно из названия. Опасность взрыва, последующего пожара в цехах, участках/зонах категорий А и Б всегда диктует весьма жесткие требования к конструкции, исполнению любого электрооборудования, включая слаботочное; к которым относятся приборы, извещатели, оповещатели о пожаре систем АПС.

Поэтому выпуском тепловых датчиков во взрывозащищенном исполнении занимаются многие компании, как специализирующиеся на аппаратуре ОПС, так и выпускающие промышленные приборы связи, контроля/управления, освещения, автоматики для опасных технологических производств:

«МАК-1» исп.11 ИБ максимальный, 54–70℃. Используется для работы как во взрывопожароопасной, так и в обычной воздушной среде помещений, что, естественно, относится ко всем аналогичным датчикам других производителей. Степень защиты от взрыва – «0ExiaIICT6». Для эксплуатации в опасных зонах эксплуатируется совместно с приборами АПС соответствующего класса защиты, например, серии «Корунд» производства НПП «Специнформатика-СИ», связанных между собой искробезопасной цепью.
ИП 103-1В , изготавливающийся НПК «Эталон» из Волгодонска, специализирующейся на производстве оборудования для нефтегазовой, химической промышленности. В защитной оболочке из нержавеющей стали в этом извещателе заключены два тепловых датчика с замкнутыми контактами реле. Может устанавливаться во любых взрывоопасных зонах согласно «ПУЭ».

Искробезопасные шлейфы с установленными в них тепловыми извещателями зависят как от взрывозащищенного исполнения извещателей (маркировка ИБ, Ex), а также от степени защиты приборов АПС, в искробезопасные шлейфы которых они включены.

Большая статья по теме:

Адресно-аналоговые

О том, что современные решения построения схем систем АПС все больше связаны с компьютерными технологиями, позволяющими вести куда более четкое, надежное обнаружение очагов пожара, наглядный полномасштабный контроль/управление за ситуацией на защищаемом объекте, написано немало. Тепловые извещатели, как составная часть адресно-аналоговых систем, можно показать на примере продукции НВП «Болид» (г. Королев), одним из первых в России ставшего выпускать всю линейку такого оборудования, как минимум не уступающего зарубежным аналогам:

С2000-ИП-03 . Это максимально-дифференцированный адресно-аналоговый извещатель, в котором максимально реализованы многие желания разработчиков, специалистов монтажных, обслуживающих организаций: контроль работоспособности, занесение адреса в энергонезависимую память, цифровая обработка режимов изменения температуры и многое другое.

Извещатели тепловые адресные представлены другим отличным изделием – , являющимся также максимально-дифференцированным. К одному прибору «Сигнал-10» возможно подключение 10 шлейфов ПС по 10 извещателей в каждом, итого до 100 шт. Контроль/управление можно вести через сетевой контроллер ПКУ «С2000М» или ПК с установленным программным обеспечением , что значительно упрощает работу дежурного персонала, сотрудников служб охраны/безопасности предприятий/организаций.

Линейные

Такие устройства были изобретены/сконструированы для защиты тех объектов, где установка традиционных точечных датчиков, включенных в шлейфы ПС, затруднена/невозможна из-за стесненности, например, в кабельных коллекторах/каналах; агрессивной среды, сильной запыленности/загрязненности в цехах химических и иных производств.

Дополнительный материал:

В качестве датчика линейного пожарного извещателя используются:

Кабель «витая пара» с термочувствительным покрытием медных жил, количество которых от двух и больше. Степень защиты, устойчивости к агрессивной среды зависит от предстоящих условий эксплуатации. При тепловом воздействии происходит контакт токонесущих жил и прибор/блок обработки интерфейса определяет место короткого замыкания, выдавая сообщение.
Сенсорный кабель со встроенными электронными датчиками. Здесь дело до короткого замыкания не доходит, вполне достаточно резкого изменения сопротивления датчиков в месте теплового воздействия, затем следует анализ этой информации приемным блоком, выдача тревожного сообщения.
Оптический кабель, реагирующий на изменении прозрачности при нарастании температуры в месте нагрева, которое определяется приемно-контрольной аппаратурой/прибором по мощности прямого/отраженного света.

Подобные изделия производятся как зарубежными, так и отечественными компаниями. Например, линейный извещатель ИПЛТ 68/155 ЕРС от группы компаний «Пожтехника» (Москва). Обладающий высокой чувствительностью по всей длине, которая может достигать 1220 (!) м. Диаметр – 4 мм, Цвет – красный. Напряжение – 40 В. Кабель устойчив к влажности, пыли, химическим реагентам. Рабочий диапазон – от – 40 до + 46℃. Возможность выбора шести температур срабатывания.

Многоточечные

Это нечто среднее между точечными и линейными датчиками резкого изменения температуры. Ближе к сенсорным линейным устройствам, но выделено производителями в отдельный вид.

Состоят из следующих элементов для работы установки/системы АПС:

Измерительной цепи точечных чувствительных элементов (термопар) с дискретным расположением.
Блока согласования/контроля, анализирующего амплитуду изменения температурного режима по всей длине цепи, с формированием извещения «Пожар» при превышении заданных критических значений.

Пример такого изделия – УС-ТК-24 во взрывозащищенном исполнении производства НПК «Эталон» (Волгодонск).

Тепловой пожарный извещатель — пожарный извещатель (ПИ), реагирующий на определенное значение температуры и (или) скорости ее нарастания.
Принцип действия тепловых пожарных извещателей заключается в изменении свойств чувствительных элементов при изменении температуры.

Развитие любого пожара происходит поэтапно. Выделяют следующие этапы развития пожара:

В зависимости от того, какие вещества воспламенились, развитие пожара может происходить по разным сценариям.
При горении некоторых веществ выделение дыма может быть значительным, а в ряде случаев тепловая составляющая пожара выше, чем дымовая.

Разработаны методы испытания датчиков на тестовых очагах, имитирующих основные этапы развития пожаров при горении различных материалов.
В зависимости от типа распространения пожара используются различные извещатели для его распознавания.

Качественные характеристики тестовых очагов пожара:

Классификация тепловых пожарных извещателей

Существует 5 основных типа тепловых пожарных извещателей:

ИП101 — с использованием зависимости изменения величины термосопротивления от температуры контролируемой среды;
ИП1 02 — с использованием возникающей при нагревании ТЭДС;
ИП1 03 — с использованием линейного расширения тел;
ИП104 — с использованием плавких или сгораемых вставок;
ИП105 — с использованием зависимости магнитной индукции от температуры.

Выполнены теоретические проработки возможности использования в средствах обнаружения пожара (по параметру температуры):

эффекта Холла (ИП106);
объемного расширения газа (ИП1 07);
сегнетоэлектриков (ИП108);
зависимости модуля упругости от температуры (ИП109);
резонансно-акустических методов (ИП110);
комбинированных методов (ИП111);
эффекта «памяти формы» (ИП-114);
термобарометрических изменений (ИП-131) и др.

По конфигурации измерительной зоны тепловые ПИ подразделяются на точечные, многоточечные и линейные:

Тепловой точечный ПИ — устройство обнаружения фактора пожара расположено в ограниченном объеме, много меньшем объема защищаемого помещения;
Пожарный неадресный ПИ — не имеет индивидуального адреса, идентифицируемого приемно-контрольным прибором;

Принцип действия

В зависимости от характера взаимодействия с информационными характеристиками пожара автоматические ПИ можно разделить на три группы.

Группа 1 — максимальные тепловые ПИ. Реагируют на достижение контролируемым параметром порога срабатывания. Формируют извещение о пожаре, когда температура окружающей среды превышает установленное пороговое значение.

Группа 2 — дифференциальные ПИ. Реагируют на скорость нарастания контролируемого информационного параметра пожара Формируют извещение о пожаре при превышении скоростью нарастания температуры окружающей среды установленного порогового значения.

Группа 3 — максимально-дифференциальные ПИ. Реагируют и на достижение контролируемым параметром заданной величины порога срабатывания, и на его производную.

В настоящее время совершенствуются максимально-дифференциальные извещатели, срабатывающие как при превышении температурой окружающего воздуха определенного порогового значения, так и при достижении определенной скорости повышения температуры воздуха.

Разработаны и выпускаются также тепловые пожарные извещатели, инерционность которых составляет 10 — 15 с.

Конечно, все известные тепловые сенсоры обладают инерционностью в большей или меньшей степени. Для обеспечения надлежащей работы максимальных тепловых извещателей применяются малогабаритные тепловые сенсоры, имеющие малую массу и габаритные размеры, а значит, и меньшее время прогрева, и, как следствие, меньшую инерционность. Наибольшее распространение получили тепловые сенсоры на основе биметаллов, с эффектом «памяти формы», полупроводников и т.д.

В то же время сенсоры на термореле, использующие зависимость величины магнитной индукции от температуры, с применением геркона все меньше появляются на рынке, потому что такие сенсоры имеют значительную инерционность. Большую инерционность имеют также тепловые сенсоры на основе проволочных термометров сопротивления.

Технические требования

Введенный в действие в 2014 г. ГОСТ Р 53325– 2012 «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования. Методы испытаний» разработан с учетом отдельных положений международного стандарта ISO 7240 Fire Detection and Alarm Systems и европейских стандартов серии EN 54 Fire Detection and Fire Aarm Systems. В части тепловых извещателей – это стандарт EN 54 часть 5 Point-type Heat Detectors («Точечные тепловые детекторы»). Максимальные и максимально-дифференциальные тепловые точечные ПИ по ГОСТ Р 53325–2012 в зависимости от температуры и времени срабатывания подразделяются на классы A1, A2, A3, B, C, D, E, F, G и H (табл. 1)
Класс извещателя указывается в маркировке.

Дифференциальные тепловые точечные ПИ маркируют индексом R. Маркировка максимально-дифференциальных тепловых точечных ПИ состоит из обозначения класса по температуре срабатывания и индекса R.

Температура срабатывания максимальных и максимально-дифференциальных ПИ указывается в ТД на ПИ конкретного типа и находится в пределах, определяемых их классом, в соответствии с табл. 4.1 ГОСТ Р 53325-2009. (ПИ с температурой срабатывания выше 160 °С относят к классу Н. Допуск на температуру срабатывания не должен превышать 10%.):

Максимальная нормальная температура — температура на 4 °С ниже минимальной температуры срабатывания ПИ конкретного класса;
Максимальная температура срабатывания — верхнее значение температуры срабатывания ПИ конкретного класса;
Минимальная температура срабатывания — нижнее значение температуры срабатывания ПИ конкретного класса;
Условно нормальная температура — температура на 29 °С ниже минимальной температуры срабатывания ПИ конкретного класса;

Таблица 1. Температура срабатывания тепловых извещателей

извещателя	Температура среды, °С		Температура срабатывания, °С
извещателя	нормальная	Максимальная нормальная		Максимум









	Указывается в ТД на извещатели конкретных типов

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

Как видно из табл. 1, классификация извещателей охватывает широчайший диапазон температур. Извещатели класса А1 с температурой срабатывания от +54 до +65 °С предназначены для помещений и оборудования с условно нормальной температурой +25 °С и максимально нормальной +50 °С. Извещатели класса G с температурой срабатывания от +144 до +160 °С предназначены для помещений и оборудования с условно нормальной температурой +115 °С и максимально нормальной +140 °С. В отличие от зарубежных стандартов ISO 7240 и EN 54-5 в отечественном ГОСТ Р 53325–2012 дополнительно содержится класс А3 с температурой срабатывания от +64 до +76 °С и класс H для извещателей с температурой срабатывания выше +160 °С.

Необходимо отметить, что ни в одном из перечисленных стандартов не допускается активация теплового пожарного при температуре ниже +54 °С, так же как не допускается активация точечных дымовых извещателей при оптической плотности менее 0,05 дБ/м для исключения ложных срабатываний. При нарушении этих требований, какими бы благими намерениями это ни объяснялось, устройство не может считаться пожарным извещателем и не может быть сертифицировано ни по ГОСТ Р 53325–2012, ни по EN 54-5, ни по ISO 7240. В системах пожарной сигнализации не могут использоваться тепловые извещатели других классов, кроме указанных в табл. 1. Никаких тепловых пожарных извещателей класса А0 в природе существовать не может, равно как не могут указываться в технических характеристиках на пожарный извещатель пороги срабатывания ниже +54 °С, поскольку они не отвечают требованиям стандартов ГОСТ Р 53325–2012, EN 54-5 и ISO 7240. Это не исключает возможности формирования тепловым извещателем класса А1 сигналов предтревоги с выходом на дежурного без запуска пожарной автоматики и СОУЭ.

Класс R и класс S

Более раннее обнаружение очага в общем случае обеспечивают тепловые извещатели с дифференциальным каналом, который реагирует на скорость повышения температуры. По ГОСТ Р 53325–2012 время срабатывания дифференциальных и максимально-дифференциальных ИПТТ при повышении температуры от 25 °С в зависимости от скорости повышения температуры должно находиться в пределах, указанных в табл. 2.

Таблица 2. Время срабатывания дифференциальных и максимально-дифференциальных максимальных ИПТТ

Скорость повышения температуры, °С/мин.	Время срабатывания, с
Скорость повышения температуры, °С/мин.		Максимум

Исходя из минимального времени срабатывания дифференциального канала извещателя, сигнал «Пожар» должен формироваться при повышении температуры не менее чем на 10 °С. С другой стороны, исходя из определения в табл. 2 требований для минимальной скорости повышения температуры равной 5 °С/мин, пороговая скорость срабатывания дифференциального канала извещателя не может быть менее 5 °С/мин с учетом технологического запаса. Однако максимальные значения времени срабатывания, приведенные в табл. 2, настолько большие, что при данных скоростях к этому времени температура повышается на 40–50 °С, и уже может сработать максимальный канал в соответствии с данными табл. 1.

Следует отметить, что в зарубежных стандартах отсутствуют дифференциальные тепловые извещатели без максимального канала, очевидно, для исключения пропуска медленно развивающихся очагов, особенно в высоких помещениях, но определены максимальные извещатели с индексом S. Эти извещатели не реагируют на резкие изменения температуры ниже порога срабатывания, что исключает выпуск тепловых максимальных извещателей, формирующих ложные тревоги при скачках температуры. Проще говоря, тепловые детекторы с индексом S являются прямой противоположностью дифференциальных тепловых извещателей с индексом R. Если дифференциальные тепловые извещатели должны активироваться при достаточно быстром нарастании температуры, до достижения максимального порога, то детекторы с индексом S не должны срабатывать при любых скачках температуры, если ее значение не достигает порога. Детекторы испытываются на перепад температуры, ориентировочно равный 45 °С. Например, детекторы класса A1S сначала выдерживают при температуре 5 °C, а затем, не более чем через 10 с, помещают в воздушный поток со скоростью 0,8 м/с, с температурой 50 °C и выдерживают не менее 10 мин. То есть воздействие на детектор класса A1S увеличения температуры на 45 °C не должно вызывать ложного срабатывания. Этим требованиям отвечают тепловые извещатели, анализирующие текущее значение температуры, например адресно-аналоговые извещатели и лазерные линейные тепловые извещатели с оптоволоконным кабелем. Такие извещатели рекомендуется использовать в зонах, где возможны значительные перепады температуры в нормальных условиях.

Применение и размещение

Тепловые ПИ применяются, если в зоне контроля в случае возникновения пожара на его начальной стадии предполагается тепловыделение и применение извещателей других типов невозможно из-за наличия факторов, приводящих к их срабатываниям при отсутствии пожара.

Дифференциальные и максимально-дифференциальные тепловые ПИ следует применять для обнаружения очага пожара, если в зоне контроля не предполагается перепадов температуры, не связанных с возникновением пожара, способных вызвать срабатывание пожарных извещателей этих типов.

Максимальные тепловые пожарные извещатели не рекомендуется применять в помещениях, где температура воздуха при пожаре может не достигнуть температуры срабатывания извещателей или достигнет ее через недопустимо большое время.

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

Площадь, контролируемая одним точечным тепловым пожарным извещателем, а также максимальное расстояние между извещателями, извещателем и стеной, за исключением случаев, оговоренных в п. 13.3.7 СП 5.13130-2009, необходимо определять по табл. 13.5 СП 5.13130-2009. При этом не следует превышать величины, указанные в паспортах на извещатели.

При размещении тепловых ПИ следует исключить влияние на них тепловых воздействий, не связанных с пожаром.

Cформулируем требования к тепловым пожарным извещателям с учетом европейских норм.

1. Тепловые пожарные максимально-дифференциальные извещатели, которые формируют сигнал о пожаре при нарастании температуры в помещении со скоростью, превышающей 8-10 °С/мин, обладают универсальностью и способностью обнаружить очаг возгорания на ранней стадии его возникновения и являются более эффективными в применении для абсолютного большинства объектов, чем максимальные тепловые пожарные извещатели.

2. Из всего многообразия максимальных тепловых пожарных извещателей наиболее целесообразно использовать извещатели с наименьшей инерционностью или даже с упреждающим срабатыванием при больших скоростях роста температуры, если в рабочем режиме в защищаемых помещениях не бывает резких изменений температуры.

3. Применение обычных двухрежимных максимальных тепловых пожарных извещателей целесообразно ограничить помещениями с высокой степенью огнестойкости и высотой потолка не более 3,5 м, содержащими малоценные материалы, которые имеют относительно малую линейную скорость распространения горения и малую массовую скорость выгорания, а также помещениями, в которых неприменимы ни дымовые извещатели (в связи с низким коэффициентом дымообразования горючих материалов или при сильной технологической запыленности воздушной среды в помещении), ни тепловые максимально-дифференциальные извещатели (в связи с наличием в помещении нестационарных интенсивных тепловых потоков со скоростью более 10° С/мин).

4. Максимально-инерционные тепловые пожарные извещатели имеют свою область применения — кухни, котельные — то есть помещения со значительными перепадами температуры, повышенной влажностью воздуха и т.д.

При применении максимально-инерционных тепловых извещателей важно помнить, что они не должны срабатывать при резких перепадах температуры в пределах нормально-максимальной температуры среды. Но при таких перепадах температуры на кухнях и в подобных помещениях возможна конденсация влаги, а это в свою очередь приводит к новым требованиям по IP и по работе в условиях повышенной относительной влажности.

При выборе тепловых извещателей необходимо обращать внимание на то, чтобы оболочка извещателя обеспечивала свободное прохождение потока воздуха к тепловому сенсору. Важно также, чтобы конструкция изделия обеспечивала расположение теплового сенсора на расстоянии не менее 15 мм от монтажной поверхности извещателя, тогда воздушным потокам не будет мешать холодный слой воздуха у холодной поверхности, на которой смонтирован извещатель.

Линейные, многоточечные и кумулятивные

В ГОСТ Р 53325–2012 приведены определения: «извещатель пожарный тепловой линейный; ИПТЛ: ИПТ, чувствительный элемент которого расположен на протяжении линии» и «извещатель пожарный тепловой многоточечный; ИПТМ: ИПТ, чувствительные элементы которого дискретно расположены на протяжении линии». Таким образом, по сути, тепловой многоточечный извещатель представляет собой совокупность точечных извещателей, уже включенных в шлейф обычно через равные расстояния. Соответственно при проектировании необходимо соблюдать требования по расстановке чувствительных элементов многоточечного извещателя, как для точечных пожарных извещателей в соответствии со сводом правил СП 5.13130.2009 с изменениями № 1 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования». То есть расстояния между чувствительными элементами в линии не должны превышать 4–5 м, а расстояния от стен – соответственно 2–2,5 м и в зависимости от высоты защищаемого помещения. Как правило, подключение таких извещателей к ППКП производится через блок обработки. При значительно меньших расстояниях между чувствительными элементами в линии, порядка 0,5–1 м, при одновременной обработке информации от нескольких чувствительных элементов возможно образование кумулятивного теплового извещателя. При этом тепловое воздействие от очага на несколько сенсоров складывается, за счет чего несколько повышается эффективность извещателя. В своде правил СП 5.13130.2009 с изменениями № 1 указано, что «размещение чувствительных элементов извещателей кумулятивного действия производится в соответствии с рекомендациями изготовителя данного извещателя, согласованными с уполномоченной организацией».

В случае плоского горизонтального перекрытия, при отсутствии препятствий и дополнительных воздушных потоков каждый чувствительный элемент теплового многоточечного извещателя защищает площадь в виде круга в горизонтальной проекции. При расстановке чувствительных элементов через 5 м в помещении высотой до 3,5 м, средняя площадь, контролируемая одним сенсором, составляет 25 кв. м, а радиус защищаемой площади равен 2,5 м х v2 = 3,54 м (рис. 1).

В отличие от многоточечного теплового извещателя, у линейного теплового извещателя каждая точка на всей его протяженности является чувствительным элементом. Соответственно защищаемая зона представляет собой симметричную относительно линейного извещателя площадь, ширина которой в v2 больше шага расстановки точечных извещателей. Однако в наших нормах этот эффект не учитывается, и при размещении линейного теплового извещателя на нормативных расстояниях защищаемые площади соседних участков извещателя накладываются (рис. 2), что обеспечивает большую эффективность от его применения в общем случае.

Важно сказать, что зарубежные стандарты определяют значительно большую площадь, защищаемую линейными тепловыми извещателями, например по стандарту UL максимальная ширина защищаемой термокабелем площади равна 15,2 м, по требованиям FM – 9,1 м, что в 2–3 раза превышает отечественные нормативные 5 м.

Практическая реализация

В настоящее время наиболее широкое распространение среди линейных тепловых извещателей получил термокабель благодаря надежности работы в любых условиях, простоте монтажа, отсутствию затрат на техническое обслуживание и рекордному сроку службы – более 25 лет. Изобретенный более 80 лет назад, современный термокабель сохранил принцип действия, но значительно продвинулся в спектре используемых технологий и материалов. Он представляет собой двух- или трехжильный кабель с изоляцией из термочувствительного полимера.

При его нагревании до порогового значения температуры изоляция разрушается, и проводники замыкаются между собой. В зависимости от типа полимера температура сработки термокабеля может быть 57, 68, 88, 105, 138 и даже 180 °С. Трехжильный термокабель состоит из двух тепловых линейных извещателей на различные температуры срабатывания, например на 68 и 93 °С. Для удобства использования термокабель выпускается в оболочке различного цвета в зависимости от температуры срабатывания с маркировкой ее значения по всей длине термокабеля (рис. 3). В зависимости от условий эксплуатации используется оболочка различного типа: ПВХ-оболочка для универсального применения, оболочка из полипропилена – огнестойкая и устойчивая к агрессивным средам, полимерная оболочка для использования в условиях экстремально низких температур до — 60 °С, высококачественная огнестойкая оболочка из фторполимера с пониженным дымо- и газовыделением и т.д.

Рис. 3. Цвет оболочки термокабеля определяет температуру срабатывания

Термокабель может непосредственно подключаться к большинству приемно-контрольных приборов. В этом случае для корректной работы ППКП необходимо обеспечить соответствие сопротивления шлейфа режиму «Пожар» при закоротке линейного извещателя в начале и в конце. Для этого требуется включение в шлейф последовательного резистора на входе извещателя и соответствующее уменьшение номинала оконечного резистора шлейфа. В этом случае длина термокабеля ограничивается максимальным значением сопротивления шлейфа, при котором формируется сигнал «Пожар». Для увеличения протяженности термокабеля используются специальные интерфейсные модули. В простейшем варианте модуль обеспечивает светодиодную индикацию режима работы одного линейного извещателя и формирует на ППКП сигналы «Пожар» и «Неисправность» посредством переключения контактов реле. Более сложные модули позволяют подключать два однопороговых термокабеля или один двухпороговый термокабель и, кроме того, по сопротивлению термокабеля при активации вычислять и индицировать расстояние до очага вдоль термокабеля в метрах (рис. 4). При защите взрывоопасных зон термокабель подключается к интерфейсному модулю через барьер искрозащиты.

Рис. 4. Интерфейсный модуль с индикацией расстояния до очага

Протяженность термокабеля может достигать нескольких километров, что удобно при его использовании для защиты протяженных объектов, например автомобильных и железнодорожных тоннелей, кабельных трасс, и для защиты оборудования значительных размеров.

Для возможности монтажа термокабеля на объектах различного типа и на оборудовании выпускается широкая номенклатура крепежных изделий (рис. 5). На многих объектах удобно использовать модификацию термокабеля с несущим тросом.

Лазерные технологии

Конечно, современные технологии значительно расширяют функциональные возможности линейного теплового извещателя. Наибольшие результаты были получены при использовании лазерного оптического рефлектометра и волоконно-оптического кабеля. При нагревании оптического волокна происходит изменение его структуры, и соответственно изменяется антистоксовская полоса Рамана в отраженном сигнале (рис. 6). Это позволяет контролировать температуру каждой точки оптоволоконного кабеля на всей его протяженности до 10 км для одного канала, до 8 км для двух каналов и до 6 км для 4 каналов. Участки кабеля каждого канала могут разбиваться на 256 зон, и в каждой из зон могут быть запрограммированы любые значения температуры срабатывания, от класса A1 до G и H, максимально-дифференциальные – от класса A1R до класса GR и HR. Измеритель позволяет контролировать температуру окружающей среды во всем диапазоне от — 273 до +1200 °C, и его ограничения определяются только типом оболочки оптического волокна. Можно настроить сработку каждой зоны по 5 критериям, причем не только на повышение температуры, но и на ее снижение. Например, можно запрограммировать два порога при температурах вблизи нуля градусов для оповещения о возможности появления гололеда в тоннеле. Начало, конец и протяженность каждой зоны задаются индивидуально. Причем один и тот же участок оптического волокна может входить в состав различных зон. При необходимости могут быть выделены участки кабеля, которые не контролируются совсем, и т.д.

Рис. 6. Изменение структуры оптического волокна при нагревании

Рис. 7. Графический дисплей и светодиодная индикация

Используется маломощный лазер до 20 мВт (класс 1М), неопасный для глаза человека и безопасный при обрыве оптоволоконного кабеля во взрывоопасной зоне. Этот тепловой линейный извещатель может монтироваться во взрывоопасных зонах, включая зону 0, без какой-либо дополнительной взрывозащиты. С другой стороны, использование лазера на малых мощностях гарантирует стабильную работу извещателя в течение нескольких десятков лет.

Этот извещатель (рис. 7) довольно просто подключается к любому приемно-контрольному прибору благодаря программируемым 43 реле «Пожар» и 1 реле «Неисправность»; для расширения могут дополнительно использоваться внешние блоки с 256 реле на каждый канал. Может быть легко интегрирован в SCADA через Modbus-протокол, по RS-232, RS-422, RS-485 и по TCP/IP. Подключение к компьютеру обеспечивается через USB и LAN.