BG67613B1 - Компактна система за охлаждане и пожарогасене - Google Patents

Description

Област на приложение на изобретението

Изобретението се отнася до компактна система за охлаждане и пожарогасене, която автоматично наблюдава и потиска нежеланите топлинни ефекти в устройствата подлежащи на защита, по-специално в електрическите табла. Тя дори може да охлажда термично натовареното полузатворено или затворено пространство, да предотвратява дима или да гаси пожар.

Предшестващо състояние на техниката на изобретението

В много устройства подлежащи на защита, като електрически табла и други подобни, могат да възникнат нежелани топлинни ефекти, чийто отрицателен ефект може да доведе до постепенна загуба на функционалност или унищожаване на тези устройства и в краен случай до пожар. Това може да бъде причинено от различни процеси, като нежелани химични реакции, къси електрически съединения, прегряване на системата, поява на искри, запалване на работни флуиди и други подобни.

Автоматична система за охлаждане и пожарогасене е известна от CZ 2018438, проектирана да бъде разположена в устройството подлежащо на защита, като например електрическо табло, и която се състои от обемен полимерен носител, съдържащ вътре охлаждащата и пожарогасителната среда под налягане. Средата се основава на химически пожарогасителни агенти, при които се използва охлаждащият ефект на средата, който се характеризира с това, че по време на активирането температурата й, когато се освободи от носителя, е с отрицателни стойности, т. е. температура под 0°С, т. е. под контролната точка на замръзване.

Носителят на средата е адаптиран към желаното от него нарушение при повишаване на температурата в устройството подлежащо на защита, започвайки от 30°С, когато средата се освобождава от счупения носител, охлажда вътрешността на устройството подлежащо на защита и поради това в устройството подлежащо на защита не се предизвиква нито пожар, нито повреда. Макар и средата все още запазва гасящите си ефекти в случаите, когато възникне термична деформация, тогава веднага се превръща в пожар. Ограничението на известната от CZ 2018438 система обаче е, че носителят на средата се счупва при активиране и в устройството, подлежащо на защита, трябва да се инсталира нова система за автоматично охлаждане и пожарогасене. От CN 106139457 (А) е известна система за пожарогасене с впръскване на пяна, предназначена за монтаж в трансформатор с високо-средно напрежение. Тя включва бутилка с азот и резервоар за синтез на пяна спринклерно устройство, контролер, соленоиден вентил и електрически вентил, реле за нулиране и междинно реле, основни и помощни контакти, превключватели за високо и средно напрежение и др. При нея са предвидени два независими източници на енергия, свързани с електромагнитния вентил и с електрическия вентил, както и трети източник на енергия, свързан с контролера. Контролерът контролира отварянето на спринклерното устройство, което се задейства, само след като релето за нулиране и междинното реле действат едновременно.

Известната от CN 106139457 (А) система е прекадено сложна, цели оптимизиране работата на спринклерната уредба и при нея не са предвидени средства за пасивно охлаждане и пожарогасене, които да предпазят защитаваното устройство при повреда на някои или всички електронни елементи.

От WO 2018201838 (А1) е известна автоматична система за сигурност на бутилка, която се използва за охлаждане и пожарогасене при явления, причинени от електричество, от нагрети повърхности, изтичане на газ или гориво в превозни средства, строителни машини, пристанищни машини, вятърни турбини и др. Основната цел на тази система е да се осигури бутилка, съдържаща охладителна и пожарогасителна среда, която да осигурява възможност за многократно автоматично стартиране и нулиране, при освобождаването на охладителната и пожарогасителна среда в защитаваната зона. Известната система включва носител на охлаждащата и пожарогасителната среда - бутилка, снабдена с индикатор за наблюдение на състоянието на охлаждащата и пожарогасителната среда. Бутилката е механично свързана с вентил и дюза. Вентилът е електрически свързан със сензор за налягане, температура или дим и с контролер. В защитаваната зона Z на известната система са поместени само два елемента: сензорът и дюзата. Бутилката, вентилът и контролерът са извън защитаваната зона Z. Подаването на охладителна и пожарогасителна среда от бутилката към защитаваната зона Z се осъществява след задействащ сигнал, генериран от сензора, отваряне на вентила и подаване на средата посредством тръбна връзка към дюзата.

Известната от WO 2018201838 (А1) система не се намира изцяло в защитаваната зона и няма собствено електрозахранване. Тя няма средства за прекъсване на електрозахранването на устройството подлежащо на защита, при установяване на недопустима промяна в температурата или налягането на охлаждащата и пожарогасителната среда, или в случай на поява на дим, не притежава и средства за пасивна защита.

Техническа същност на изобретението

Горните ограничения на предшестващото състояние на техниката се отстраняват от компактна система за охлаждане и пожарогасене, която включва носител на охлаждащата и пожарогасителната среда снабден с индикатор за наблюдение на състоянието на охлаждащата и пожарогасителната среда. Носителят на охлаждащата и пожарогасителната среда е механично свързан с вентил и дюза. Вентилът е електрически свързан с първи превключвател за налягане, температура или дим и с реле.

Съгласно изобретението компактната система за охлаждане и пожарогасене включва батерия, свързана последователно с първия превключвател за налягане, температура или дим, вентила и релето. Тя включва допълнително и предпазен превключвател, при което релето, както и предпазният превключвател, са свързани с RCD на устройството подлежащо на защита. При това вентилът е директно свързан с дюзата, а носителят на охлаждащата и пожарогасителната среда включва предпазител, разположен в стената на носителя на охлаждащата и пожарогасителната среда и втори превключвател/сензор, който заедно с индикатора за наблюдение на състоянието на охлаждащата и пожарогасителната среда е разположен вътре в носителя на охлаждащата и пожарогасителната среда. Първият превключвател може да е температурен. Температурният превключвател е настроен да отваря вентила, когато в устройството, подлежащо на защита, се достигне зададената температурна стойност. Първият превключвател може да бъде също йонен, димен, на налягане или оптичен, аналогов или цифров, със или без управление и т. н. Условията за отваряне на вентила се задават в зависимост от вида на използвания превключвател. Например, вентилът може да бъде електромагнитен или механичен със сервомотор и т. н.

Предпазният превключвател също може да бъде йонен, димен, оптичен, лазерен, температурен или на налягане и т. н., аналогов, цифров, със или без управление.

В един предпочитан вариант на изпълнение, компактната система за охлаждане и пожарогасене е снабдена с външно захранване и с външен превключвател.

Външният превключвател може също да бъде йонен, димен, оптичен, лазерен, температурен или на налягане и т. н., аналогов, цифров, със или без регулиране. В друг предпочитан вариант на изпълнение, компактната система за охлаждане и пожарогасене е снабдена с компактна обвивка за монтаж върху DIN шина.

Индикаторът за налягане на охлаждащата и пожарогасителната система може да бъде механичен (цифров, аналогов) цифров. Сензорът или сензорите за наблюдение и оценка на термодинамичното състояние на средата са разположени директно в средата - вътрешен сензор, или в директен контакт с носителя на охлаждащата и пожарогасителната среда - външен сензор.

Компактната система за охлаждане и пожарогасене е предназначена за наблюдение, оценка и управление на термичния процес в пространството на устройството подлежащо на защита.

Когато температурата в наблюдаваното пространство на устройството подлежащо на защита се повиши, първият сензор затваря контактите за задействане на електрическия вентил, когато охлаждащата и пожарогасителната среда се освобождава през дюзата в пространството на устройството подлежащо на защита.

Изходът на първия сензор може да се използва за елиминиране на причините за повишаване на температурата директно или като сигнал за по -нататъшна обработка в блокове за електронна сигнализация или управление.

Компактната система за охлаждане и пожарогасене е ефективна вече при 30°С. Устройствата подлежащи на защита в различни приложения обикновено имат по -високи критични температури.

Използването на това охлаждащо свойство, като същевременно се запазва способността за гасене на средата, елиминира предимно всяко допълнително повишаване на температурата, като по този начин предоставя време за справяне с критичната ситуация.

Освобождаването на охлаждащата и пожарогасителната среда не представлява опасност за здравето, нито засяга функционалността на устройствата подлежащи на защита.

Схемата показва компактната система за охлаждане и пожарогасене, свързана към батерия, към която са свързани термостат и намотки за вентила и релето.

Ако температурата в устройството, подлежащо на защита се повиши до стойността, на която е настроен първият превключвател, той се затваря. Това отваря дюзата на вентила и едновременно затваря контакта на релето. Охлаждащата и пожарогасителната среда навлиза в устройството подлежащо на защита през дюзата и в същото време затварянето на контакта на релето пуска импулс, например към диференциалнотоковата защита (RCD-residual current device) на устройството подлежащо на защита, което е свързано към системата за охлаждане и пожарогасене. За предпочитане, към системата може да бъде свързан външен превключвател. Освен това той е свързан към външно захранване.

Цялата система съдържа няколко защитни механизма. За предпочитане е първият превключвател да бъде свързан така, че в случай на прекъсване на захранването, да се изключи първият превключвател или вентилът, RCD на устройството подлежащо на защита, когато се достигне зададената температура на първия сензор. Компактната система за охлаждане и пожарогасене е проектирана да предотвратява нежеланото изтичане на среда, работи много надеждно и може да се използва и за устройства подлежащи на защита под напрежение или в други опасни зони.

Дори в случай на прекъсване на захранването или загуба на захранване на устройството подлежащо на защита, компактната система за охлаждане и пожарогасене работи поне, като аварийна пасивна система за гасене на пожар. Системата може да се задейства дори при по -ниски температури от известните пожарогасителни системи, което позволява по-ранна намеса и отстраняване на щети дори в случай на първоначално термично разрушаване на системата.

Възможно е компактната система за охлаждане и пожарогасене да е свързана към системите за прекъсване на захранването на устройството подлежащо на защита.

Възможно е компактната система за охлаждане и пожарогасене да е свързана към системите за управление на устройството подлежащо на защита.

Възможно е компактната система за охлаждане и пожарогасене да е свързана към електронните сигнализиращи системи на устройството, подлежащо на защита.

Възможно е предаването на сигнали между компактната система за охлаждане и пожарогасене и управляващите или електронните сигнализиращи системи на устройството подлежащо на защита да е безжично.

Системата е предимно активна, снабдена със собствено захранване. В пасивен режим устройството осигурява функционалност, дори в случай на повреда на вътрешната електроника. За този случай то включва предпазни механизми.

Пасивна конструкция - в този случай системата е предназначена предимно за гасене на пожар, възникнал много бързо и когато не е възможно да се премахне термичната деформация на устройството подлежащо на защита само чрез охлаждащата функция на системата. За опцията за пасивна конструкция е препоръчително да се използва сензор за налягане под формата на превключвател за налягане, който позволява да се посочи на оператора или на главната система активирането или неизправността и необходимостта от намеса, като допълнително гасене, подмяна на използваната или повредена система.

Активната конструкция включва също наблюдение и условия на околната среда на устройството подлежащо на защита, оценка на текущите му параметри, които могат да повлияят на системния ефект и оптимизиране на процеса на активиране, ако е необходимо, например чрез активиране на активацията на системата преди установяване на зададените термодинамични параметри на системата, използване на допълнителен елемент, който променя термодинамичните условия в системата към нейното желано активиране.

Активната система също така позволява ранно предупреждение за появата на нежелани термични явления, което може да предотврати прегряване на системата, разпространение на явления на деформация и разрушаване, предотвратяване на пожар чрез ранно предупреждение на оператора или изключване на наблюдаваното устройство, подлежащо на защита от източници на захранване, или предотвратяване появата на вторичен нежелан феномен.

Пояснение на приложените фигури

Изобретението е допълнително пояснено на приложените чертежи, където фигура 1 илюстрира схематично компактната система за охлаждане и пожарогасене, а фигура 2 илюстрира схематично свързването на компактната система за охлаждане и пожарогасене в електрическото табло.

Пример за изпълнение на изобретението

Схемата на фигура 1 показва компактната система за охлаждане и пожарогасене, включваща батерия 3, към която са свързани първият превключвател 4 и намотки за вентил 5 и реле 7. Ако температурата в устройство, подлежащо на защита, се повиши до стойността, при която е настроен първият превключвател 4, ключът се затваря. Това едновременно отваря дюзата 6 на вентила 5 и затваря контакта на реле 7. Охлаждащата и пожарогасителната среда влиза в устройството подлежащо на защита - електрическо табло през дюзата 6 и в същото време затварянето на контакта на реле 7 подава импулс, например към RCD 21 на устройството, подлежащо на защита 19, което е свързано към системата за охлаждане и пожарогасене. За предпочитане, външен превключвател 12, който също може да задейства активирането, може да бъде свързан към системата за охлаждане и пожарогасене.

Освен това системата е свързана към външно захранване 13. Компактната система за охлаждане и пожарогасене съдържа предпазен превключвател 8, предпазител 17. Предпазният превключвател 8 за предпочитане, е окабелен така, че в случай на повреда на батерията 3, на превключвателя 4 или на вентила 6, когато бъде достигната зададената температура на предпазния превключвател 8, RCD 21 на устройството подлежащо на защита 19 - електрическото табло - се изключва.

Индикаторът за налягане 15 позволява визуално да се определи състоянието на пожарогасителната среда. Първият превключвател 4 за предпочитане може да бъде насочен извън компактната система за охлаждане и пожарогасене и да бъде свързан към електронната система за сигнализиране на пожар или други алармени системи. Носителят 14 на охлаждащата и пожарогасителната среда е директно механично свързан с вентила 5. Системата съдържа предпазител 17 под формата на пластмасова тапа. Ако всички електронни елементи се повредят, високите температури причиняват изгаряне на тази пластмасова тапа 17, охлаждащата и пожарогасителната среда под налягане се освобождава, като по този начин охлажда и гаси огъня. Друг предпазител е под формата на гумено уплътнение, което също освобождава охлаждащата и пожарогасителната среда в устройството подлежащо на защита поради високи температури.

Фигура 2 илюстрира схематично окабеляването на компактната система за охлаждане и пожарогасене в електрическо разпределително табло 19 и свързването му към RCD 21, свързано към захранващия кабел 20 и други прекъсвачи 22.

Предимството на системата е в свързването на компактната система за охлаждане и пожарогасене с RCD 21, което предотвратява по-нататъшното развитие на огън и дим чрез прекъсване на захранването. За предпочитане, могат да бъдат свързани също външен превключвател 12 и външно захранване 13. Компактните й размери позволяват директния му монтаж върху DIN шина. Инсталирането на RCB 21 е задължително за всички нови или ремонтирани електрически табла, в съответствие със съответните стандарти. Всеки аналогов или цифров термостат, който е фабрично настроен на температури от 30°С до 150°С, също може да бъде интегриран в системата, също с възможност за управление. Това разширява възможностите за разполагане и до електрически табла 19 в хладилни, климатизиращи или тропически климатични среди.

Промишлено приложение на изобретението

Конструкцията на компактната система за охлаждане и пожарогасене, съгласно изобретението може да се използва за наблюдение и потискане на нежеланите топлинни ефекти, възникващи в техническите и технологичните устройства, по-специално в електрическите разпределителни табла, при което системата има възможност, както да охлажда устройството подлежащо на защита, така да изгаси всички пожари, възникнали в такива устройства при превишаване на критичните граници.

Claims (1)

1. Компактна система за охлаждане и пожарогасене, включваща носител (14) на охлаждаща и пожарогасителна среда, снабден с индикатор (15) за наблюдение на състоянието на охлаждащата и пожарогасителната среда, като носителят (14) на охлаждащата и пожарогасителната среда е механично свързан с вентил (5) и дюза (6), а вентилът (5) е електрически свързан с първи превключвател за налягане, температура или дим (4) и с реле (7), характеризираща се с това, че включва батерия (3), свързана последователно с първия превключвател за налягане, температура или дим (4), вентила (5) и релето (7), и включва допълнително предпазен превключвател (8), при което релето (7), както и предпазният превключвател (8), са свързани с диференциално токовата защита (21) на устройството, подлежащо на защита (19), като при това вентилът (5) е директно свързан с дюзата (6), а носителят (14) на охлаждащата и пожарогасителната среда включва предпазител (17), разположен в стената на носителя (14) на охлаждащата и пожарогасителната среда и втори сензорен превключвател (16), който заедно с индикатора (15) за наблюдение на състоянието на охлаждащата и пожарогасителната среда е разположен вътре в носителя (14) на охлаждащата и пожарогасителната среда.