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:

Класс извещателя	Температура среды, °С		Температура срабатывания, °С
	Условно нормальная	Максимальная нормальная	Минимум	Максимум
A1	25	50	54	65
А2	25	50	54	70
A3*	35	60	64	76
B	40	65	69	85
C	55	80	84	100
D	70	95	99	115
E	85	110	114	130
F	100	125	129	145
G	115	140	144	160
Н*	Указывается в ТД на извещатели конкретных типов

* 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 .

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.

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.

Тепловой пожарный извещатель предназначен для определения повышения температуры помещения сверх определенного предела. Первые такие извещатели представляли собой два контакта, соединенные низкотемпературным привоем. При повышении температуры электрическая цепь нарушалась, пожарный приемно контрольный прибор (ПКП) формировал сигнал тревоги.

Современные тепловые извещатели могут содержать специализированный датчик температуры, состояние которого отслеживается электронной схемой. По принципу взаимодействия с ПКП, подключению к шлейфу пожарной сигнализации такие извещатели похожи на дымовые.

Однако, достаточно большое количество тепловых извещателей и сегодня используют "сухие" контакты, которые при достижении порога срабатывания размыкают или замыкают цепь пожарного шлейфа. Первый вариант встречается чаще, типовая схема его подключения приведена на рисунке 1а. Rш - резистор, который при срабатывании теплового извещателя уменьшает ток шлейфа до значения, которое пожарным ПКП распознается как "пожар". При отсутствии этого резистора прибор сформирует сигнал "Обрыв" или "Неисправность". Извещатель с нормально разомкнутыми контактами подключается аналогично дымовому пожарному извещателю (рисунок 1б).

По характеру зоны обнаружения тепловые пожарные извещатели могут быть точечными или линейными. Рассмотрим сначала типы точечных тепловых извещателей.

Извещатель тепловой максимальный работает точно так, как было указано выше, то есть изменяет свое состояние при повышении температуры до значения, определенного его техническими характеристиками. Заметьте - до этой температуры должен нагреться сам извещатель, на что, безусловно, требуется время. Здесь имеет место инерционность датчика, которая, кстати, указывается в паспортных данных. Это очевидный недостаток, поскольку препятствует раннему обнаружения пожара. Бороться с этим можно увеличивая количество тепловых извещателей или использовать другие их типы.

Дифференциальный тепловой извещатель отслеживает скорость изменения температуры, что позволяет снизить его инерционность. Естественно, "сухими" контактами здесь не обойдешься, поэтому занимается этим электроника, соответственно цена его соизмерима с ценой точечных дымовых извещателей. На практике тепловой максимальный и тепловой дифференциальный пожарные датчики объединяются, в результате чего мы имеем извещатель тепловой максимально дифференциальный , который реагирует как на скорость изменения температуры, так и на ее максимально допустимое значение.

Тепловой линейный извещатель пожарной сигнализации (термокабель) представляет собой витую пару, каждый из двух проводов которой покрыт слоем терморезистивной изоляции, то есть материалом при определенной температуре (температуре срабатывания датчика) утрачивает изолирующие свойства. Результатом этого является замыкание проводов между собой, что сигнализирует о пожаре.

Подключать термокабель можно вместо шлейфа пожарной сигнализации, в том числе и с другими датчиками (рисунок 2а). Однако замыкание шлейфа может быть вызвано другими причинами, нежели возгоранием. Таким образом, налицо недостаточная информативность. Решение подобной проблемы достигается подключением термокабеля через интерфейсные модули (рисунок 2б), которые обеспечивают сопряжение этого извещателя с прибором пожарной сигнализации.

Тепловые линейные извещатели весьма удобны для организации шлейфов сигнализации в сооружениях типа лифтовых шахт, технологических колодцах и каналах.

Общие требования к размещению тепловых извещателей пожарной сигнализации запрещают их располагать в непосредственной близости от источников тепла. Это очевидно.

© 2010-2019 г.г.. Все права защищены.
Материалы, представленные на сайте, имеют ознакомительно-информационный характер и не могут использоваться в качестве руководящих документов

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 — 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:

1) тление;
2) дым;
3) пламя;
4) тепло.

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
	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
		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.