CN111544819A - 智能自动消防喷水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能自动消防喷水方法，基于智能喷头对一场所内进行火灾报警及自动喷水灭火，场所包括多个功能区，每个功能区内设置多个智能喷头，所述方法包括如下步骤：S100，每个智能喷头对应设置一组温感传感器，通过温感传感器累计统计该智能喷头所在功能区的温度大数据，取该温度大数据的平均值为该功能区的功能区平均值T1；S200，根据各功能区的火灾荷载确定发生火灾的功能区安全冗余值T3；S300，于一功能区内，通过每个智能喷头的温感传感器监测各智能喷头附近区域的实时温度值T，于T>T1+T3时，进入下一步骤；S400，消防报警并启动该功能区的智能喷头喷水。本发明的智能自动消防喷水方法基于智能喷头以及大数据分析电启动智能喷头，实现早期灭火。

Description

智能自动消防喷水方法

技术领域

本发明涉及消防领域，具体地说，是涉及一种智能自动消防喷水方法。

背景技术

消防自动喷水灭火系统是一种在发生火灾时，触发喷头喷水灭火并同时发出火灾报警信号的消防自动喷水灭火设施。但是传统的被动式灭火形式无法在火情发生的第一时间启动，一定程度上具有贻误火情的风险。为了改变这种形式，现在出现了主动式智能喷头，智能喷头改变了传统的被动式灭火的喷水形式。将智能喷头应用于消防自动喷水灭火系统中，给智能自动消防喷水方法带来了新的挑战，如何基于智能喷头提出更高效经济以及更安全可靠控制策略扑灭初期火灾是本领域技术人员急需解决的技术问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能自动消防喷水方法，基于具有机电一体化主动启动和被动启动为一体的双驱动智能喷头，在火情发生到能判定发生真实初期时，使喷头及时主动启动，尽可能地降低火灾可能产生的危害，减少过火面积和火灾损失。

为了实现上述目的，本发明的智能自动消防喷水方法，基于智能喷头对一场所内进行火灾报警及自动喷水灭火，场所包括多个功能区，其中，每个功能区内设置多个智能喷头，所述方法包括如下步骤：

S100，每个智能喷头对应设置一组温感传感器，通过温感传感器累计统计该智能喷头所在功能区的温度大数据，取该温度大数据的平均值为该功能区的功能区平均值T1；

S200，根据各功能区的火灾荷载确定发生火灾的功能区安全冗余值T3；

S300，于一功能区内，通过每个智能喷头的温感传感器监测各智能喷头附近区域的实时温度值T，于T>T1+T3时，进入下一步骤；以及

S400，消防报警并启动该功能区的智能喷头喷水。

上述的智能自动消防喷水方法的一实施方式中，所述步骤S300还包括：于一功能区内，通过每个智能喷头的温感传感器监测相邻两个或三个智能喷头附近区域的平均实时温度值T0，于T0>T1+T3时，进入下一步骤。

上述的智能自动消防喷水方法的一实施方式中，所述步骤S300与S400之间还包括：步骤S310，于监测到相邻两个或三个智能喷头中任一个智能喷头的温感传感器的温度升高梯度达到0.51-1.5度/秒时，进入下一步骤。

上述的智能自动消防喷水方法的一实施方式中，所述步骤S310与S400之间还包括：步骤S320，于监测到相邻两个或三个智能喷头中任一个智能喷头的温感传感器的温度升高梯度达到在时间TIME1内有两次在TIME2内的平均温度梯度大于0.51度/秒时，进入下一步骤。

上述的智能自动消防喷水方法的一实施方式中，所述TIME1为20±2秒，所述TIME2为5±1秒。

上述的智能自动消防喷水方法的一实施方式中，所述步骤S100中，根据季节或月份计算不同季节或月份的不同时段的平均值T1。

上述的智能自动消防喷水方法的一实施方式中，所述步骤S400还包括：智能喷头通过内置于热敏元件的电阻丝通电启动。

上述的智能自动消防喷水方法的一实施方式中，所述步骤S400中还包括：于电气系统故障时，在火灾的热力作用下，使智能喷头的热敏元件熔化而启动。

上述的智能自动消防喷水方法的一实施方式中，智能喷头的热敏元件为双金属片件，包括第一铜片和第二铜片，电阻丝夹设于第一铜片与第二铜片之间。

上述的智能自动消防喷水方法的一实施方式中，电阻丝呈螺旋形排布于第一铜片和第二铜片之间。

本发明的有益功效在于，本发明的智能自动消防喷水方法基于智能喷头以及大数据分析电启动智能喷头，实现早期灭火。

另本发明的智能喷头有通过控制器启动电阻丝而使热敏元件驱动喷头以及通过热敏元件直接驱动喷头两种驱动方式，不仅具有智慧灭火功能，而且具有传统功能，可靠性高、安全、经济。

本发明中，即使主动启动故障，被动系统仍然能有效控制火灾，从而实现了智能喷水灭火系统一用一备的双驱动模式，有效提高了系统的可靠性，同时也提高了系统的经济合理性。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的智能自动消防喷水方法的一实施例的步骤图；

图2为本发明的智能自动消防喷水方法的一实施例的步骤图；

图3为采用本发明的智能自动消防喷水方法的一种智能喷水灭火系统的一实施例的结构示意图；

图4为本发明的智能喷头的一实施例的主视结构示意图；

图5为本发明的智能喷头的热敏元件的一实施例的主视结构示意图；

图6为图5的A-A剖视图。

其中，附图标记

1：智能喷水灭火系统

10：控制喷水单元

20：供水单元

200：智能喷头

210：第一防火保护区喷头组

211：第一功能区喷头分组

212：第二功能区喷头分组

213：第三功能区喷头分组

220：第二防火保护区喷头组

300：控制器

310：第一防火保护区控制模块

311：第一功能区控制分模块

312：第二功能区控制分模块

313：第三功能区控制分模块

314：第四功能区控制分模块

320：第二防火保护区控制模块

400：消防水池

500：供水水路

600：自动喷水报警阀

700：消防水泵

810、820：水流指示器

201：喷头出水口

202：阀堵头

203：溅水盘

204：阀杆

204a：第一端部

204b：第二端部

205：阀支撑杠杆

206：感温传感器

900：热敏元件

910：电阻丝

920：第一铜片

930：第二铜片

940：焊料层

950：第一孔部

960：第二孔部

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

如图1所示，本发明的智能自动消防喷水方法，基于智能喷头对一场所内进行火灾报警及自动喷水灭火，场所包括多个功能区，每个功能区内设置多个智能喷头，方法包括如下步骤：

S100，每个智能喷头对应设置一组温感传感器，通过温感传感器累计统计该智能喷头所在功能区的温度大数据，取该温度大数据的平均值为该功能区的功能区平均值T1，其中，例如根据季节或月份计算不同季节或月份的不同时段的平均值T1，以更精确地随着季节或月份不同设置不同的平均值。

S200，根据各功能区的火灾荷载确定发生火灾的功能区安全冗余值T3。例如，较为空旷的厅堂的安全冗余值T3可以较高，物品密集的仓库的安全冗余值T3相对较低等等。

S300，于一功能区内，通过每个智能喷头的温感传感器监测各智能喷头附近区域的实时温度值T，于T>T1+T3时，进入下一步骤。

S400，消防报警并启动该功能区的智能喷头喷水。

可见，本发明中，当通过智能喷头的温感传感器监测到实时温度值T大于平均值T1与安全冗余值T3之和时，说明该功能区已发生火灾，即启动消防报警，并电启动智能喷头喷水灭火。

为了更精确的传感温度，本发明的一实施例中，上述步骤S300还包括：于一功能区内，通过每个智能喷头的温感传感器监测相邻两个或三个智能喷头附近区域的平均实时温度值T0，于T0>T1+T3时，进入下一步骤。本实施例通过监测相邻两个或三个智能喷头附近区域的平均实时温度值判断该功能区是否已发生火灾。

如图2所述，在本发明的另一实施例中，上述步骤S300与S400之间还包括：

步骤S310，于监测到相邻两个或三个智能喷头中任一个智能喷头的温感传感器的温度升高梯度达到0.51-1.5度/秒时，进入下一步骤。

步骤S320，于监测到相邻两个或三个智能喷头中任一个智能喷头的温感传感器的温度升高梯度达到在时间TIME1内有两次在TIME2内的平均温度梯度大于0.51度/秒时，进入下一步骤。

该实施例中，在监测实时温度值T大于平均值T1与安全冗余值T3之和的基础上，同时判断智能喷头的任一个温感传感器的温度升高梯度是否达到0.51-1.5度/秒，以及任一个温感传感器的温度升高梯度是否达到在时间TIME1内有两次在TIME2内的平均温度梯度大于0.51度/秒，作为发生火灾的判定附加条件。

当上述三种维段都已达到时，说明已失火，立即启动消防报警，并电启动智能喷头喷水灭火。火灾监测判断更精准。

其中，TIME1例如为20±2秒，TIME2例如为5±1秒。

上述步骤S400还包括：智能喷头通过内置于热敏元件的电阻丝通电启动；于电气系统故障时，在火灾的热力作用下，使智能喷头的热敏元件熔化而启动。

以下基于上述的本发明的智能自动消防喷水方法的一种智能喷水灭火系统的一实施例为例进行说明。

如图3所示，智能喷水灭火系统1包括控制喷水单元10和供水单元20，控制喷水单元10包括智能喷头200和控制器300，智能喷头200包括智能电动控制部分，控制器300与智能喷头200电连接。供水单元20包括消防水池400和供水水路500，智能喷头200与消防水池400之间通过消防水路500连接供水。于火情发生初期，控制器300即可控制起火区域内的各智能喷头200启动，消防水池400内的消防水通过供水水路500到达各已控制启动的智能喷头200，对起火区域进行喷水灭火。

其中，智能喷头200为多个，一个或多个一组而分成多组防火保护区喷头组，控制器300包括多个防火保护区控制模块，并每个防火保护区控制模块与每组防火保护区喷头组相对应连接并控制。如图3所示，本实施例中，智能喷头200分成第一防火保护区喷头组210和第二防火保护区喷头组220，第一防火保护区喷头组210与第二防火保护区喷头组220对应于场所内不同的第一防火区域和第二防火区域。

控制器300包括第一防火保护区控制模块310和第二防火保护区控制模块320，第一防火保护区控制模块310电连接第一防火保护区喷头组210，第二防火保护区控制模块320电连接第二防火保护区喷头组220。

于第一防火保护区域发生火情时，第一防火保护区控制模块310控制第一防火保护区喷头组210的智能喷头启动灭火。于第二防火保护区域发生火情时，第二防火保护区控制模块310控制第二防火保护区喷头组210的智能喷头启动灭火。

需说明的是，此处仅以两个不同的防火保护区域进行举例说明，本领域技术人员应可理解，针对不同场所可根据需要设定更多的防火区域。

进一步地，每组防火保护区喷头组包括多个功能区喷头分组，每个防火保护区控制模块包括多个功能区控制分模块，每个功能区控制分模块与每个功能区喷头分组相对应连接并控制。每个功能区喷头分组至少包括一个智能喷头。如图所示，本实施例中，第一防火保护区喷头组210包括第一功能区喷头分组211、第二功能区喷头分组212、第三功能区喷头分组213以及第四功能区喷头分组214，其中第一功能区喷头分组211包括一个智能喷头，第二功能区喷头分组212和第三功能区喷头分组213分别包括两个智能喷头，第四功能区喷头分组214包括三个智能喷头。第一功能区喷头分组211至第四功能区喷头分组214分别对应于第一防火区域内不同的第一至第四功能区域。

对应第一防火保护区喷头组210的第一防火保护区控制模块310包括分别对应第一功能区喷头分组211至第四功能区喷头分组214的第一功能区控制分模块311、第二功能区控制分模块312、第三功能区控制分模块313和第四功能区控制分模块314。

于第一防火保护区域的第一功能区域发生火情时，第一功能区控制分模块311控制第一功能区喷头分组211的智能喷头启动灭火。依此类推，于不同防火区域的不同功能区域发生火情时，相应防火区域内功能区域的智能喷头启动灭火。

需说明的是，本领域技术人员应可理解，针对不同防火区域的不同功能区域可根据需要进行相应设定。

详细而言，以第二功能区为例，第二功能区设置有两个智能喷头，当该两个智能喷头的温感传感器监测附近区域的平均实时温度值T0>T1+T3，并同时判断该两个智能喷头的任一个温感传感器的温度升高梯度是否达到0.51-1.5度/秒，以及任一个温感传感器的温度升高梯度是否达到在时间TIME1内有两次在TIME2内的平均温度梯度大于0.51度/秒时，第二功能区控制分模块312控制两个智能喷头启动，喷水灭火并报警。

供水单元20还包括连接在供水水路500上的消防水泵600，消防水泵600由控制器300驱动。

供水单元20还包括连接在供水水路500上的自动喷水报警阀700。

供水单元20还包括水流指示器，水流指示器连接在每一防火保护区喷头组与自动喷水报警阀之间。如图所示，水流指示器810连接在第一防火保护区喷头组210与自动喷水报警阀700之间，水流指示器820连接在第二防火保护区喷头组220与自动喷水报警阀700之间。

本发明的智能喷头200为双驱动型，有通过控制器启动电阻丝而使热敏元件驱动喷头以及通过热敏元件直接驱动喷头两种驱动方式，不仅具有智慧灭火功能，而且具有传统功能。

具体地，如图4所示，本发明的智能喷头200包括喷头出水口201、阀堵头202、溅水盘203、阀杆204、阀支撑杠杆205以及热敏元件900，其中，阀堵头202用于封堵喷头出水口201，阀杆204用于支撑阀堵头202，阀支撑杠杆205设置于阀杆204和溅水盘203之间，以支撑阀堵头202和阀杆204不脱落。热敏元件900连接在阀支撑杠杆205和阀杆204上，以支撑阀支撑杠杆205相对阀杆204不位移。另可设置喷头结构支撑元件以支撑溅水盘203、喷头出水口201等元件，本发明中未显示。消防水流引入喷头出水口201，在安全状态下，喷头出水口201通过阀堵头202以及阀杆204进行封堵。

本发明的智能喷头200还包括感温传感器206，热敏元件900包括内置的电阻丝910，控制器300电连接电阻丝910与感温传感器206。

感温传感器206例如为温度传感器，每个智能喷头200都至少对应设置一个温度传感器，温度传感器设置于智能喷头200附近区域，以感测智能喷头200附近区域的现场温度。当温度传感器感测到智能喷头200附近区域因火灾使环境温度或湿度梯度变化时，控制器300发出指令，接通电源，电阻丝910发热使热敏元件900形变，喷头动作，封堵喷头出水口201喷水灭火。

这种驱动形式与传统的热敏元件受火场热力驱动动作相比可提前，充分利用了火情初期的宝贵灭火时间，在更早期灭火，对于火情的控制具有至关重要的作用。

于控制系统故障时，智能喷头200仍能启动。当火情产生的热量使热敏元件900形变时，阀支撑杠杆205移位，封堵喷头出水口201的阀杆204和阀堵头202脱落，消防水流从喷头出水口201中喷射至溅水盘203上，进行喷水灭火。

可见，本发明的智能喷头200还保留原有的热敏元件900启动喷头的性能，即使控制器300因故障而未能提前启动，火情产生的热量仍可以使热敏元件形变而触发喷头启动灭火，安全性更高。

其中，控制器300包括温度判断模块，当温感元件206感测的温度大于一预设阈值时，控制器300控制电阻丝910通电以及时启动喷头喷水灭火。预设阈值可根据地域、季节等进行设置调节。

详细来说，如图5和图6所示，热敏元件900为双金属片件中间的易熔金属焊料组成，包括第一铜片920和第二铜片930，电阻丝910夹设于第一铜片920与第二铜片930之间。同时，第一铜片920与第二铜片930之间充满易熔金属焊料。

当智能喷头200当接收到控制器300发出指令，接通内置于热敏元件900的内置的电阻丝910的电源，通电后，电阻丝910发热使易熔金属焊料熔化，阀堵头202脱落，智能喷头200打开喷水灭火；当电气系统故障，在火灾的热力作用下，使易熔金属焊料熔化，阀堵头202脱落，智能喷头200打开喷水灭火，形成电与热的双驱动模式，实现了智能喷头的主动启动为主被动启动为辅的一用一备的双启动模式。

其中，第一铜片920和第二铜片930的热膨胀系数不同，当温度变化时，第一铜片920和第二铜片930的形变不同，进而发生弯曲形变。

进一步地，热敏元件900还包括焊料层940，电阻丝910通过焊料层940夹设于第一铜片920和第二铜片930之间。

电阻丝910呈螺旋形排布，以快速均匀传热，使第一铜片920和第二铜片930在较短时间内形变。

另，热敏元件900包括第一孔部950和第二孔部960，阀杆204穿过第一孔部950，阀支撑杠杆205穿过第二孔部960。

阀杆204包括第一端部204a和第二端部204b，第一端部204a抵压阀堵头202，阀支撑杠杆205夹设于第二端部204b和溅水盘203之间。热敏元件900受热形变时，阀支撑杠杆205位移并脱离，阀杆204和阀堵头202脱落，喷头出水口201喷水灭火。

电阻丝910的功率为10至45W，根据不同场所火灾规模增长速度的要求，设置不同的功率，从而使控制器300电动启动时，启动时间为1.5-5s，以实现有效灭火要求。

在热敏元件900内置的电阻丝910不影响其热敏性能RT1值，当电动启动有故障时，喷头依靠热敏元件仍能有效启动，有效实现火灾的防控。不影响热敏元件的RT1值得含义是对RT1的影响在正负5％之内。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能自动消防喷水方法，基于智能喷头对一场所内进行火灾报警及自动喷水灭火，场所包括多个功能区，其特征在于，每个功能区内设置多个智能喷头，所述方法包括如下步骤：

S100，每个智能喷头对应设置一组温感传感器，通过温感传感器累计统计该智能喷头所在功能区的温度大数据，取该温度大数据的平均值为该功能区的功能区平均值T1；

S200，根据各功能区的火灾荷载确定发生火灾的功能区安全冗余值T3；

S300，于一功能区内，通过每个智能喷头的温感传感器监测各智能喷头附近区域的实时温度值T，于T>T1+T3时，进入下一步骤；

S400，消防报警并启动该功能区的智能喷头喷水。

2.根据权利要求1所述的智能自动消防喷水方法，其特征在于，所述步骤S300还包括：于一功能区内，通过每个智能喷头的温感传感器监测相邻两个或三个智能喷头附近区域的平均实时温度值T0，于T0>T1+T3时，进入下一步骤。

3.根据权利要求2所述的智能自动消防喷水方法，其特征在于，所述步骤S300与S400之间还包括：

步骤S310，于监测到相邻两个或三个智能喷头中任一个智能喷头的温感传感器的温度升高梯度达到0.51-1.5度/秒时，进入下一步骤。

4.根据权利要求3所述的智能自动消防喷水方法，其特征在于，所述步骤S310与S400之间还包括：

步骤S320，于监测到相邻两个或三个智能喷头中任一个智能喷头的温感传感器的温度升高梯度达到在时间TIME1内有两次在TIME2内的平均温度梯度大于0.51度/秒时，进入下一步骤。

5.根据权利要求4所述的智能自动消防喷水方法，其特征在于，所述TIME1为20±2秒，所述TIME2为5±1秒。

6.根据权利要求1所述的智能自动消防喷水方法，其特征在于，所述步骤S100中，根据季节或月份计算不同季节或月份的不同时段的平均值T1。

7.根据权利要求1所述的智能自动消防喷水方法，其特征在于，所述步骤S400还包括：智能喷头通过内置于热敏元件的电阻丝通电启动。

8.根据权利要求7所述的智能自动消防喷水方法，其特征在于，所述步骤S400中还包括：于电气系统故障时，在火灾的热力作用下，使智能喷头的热敏元件熔化而启动。

9.根据权利要求7所述的智能自动消防喷水方法，其特征在于，智能喷头的热敏元件为双金属片件，包括第一铜片和第二铜片，电阻丝夹设于第一铜片与第二铜片之间。

10.根据权利要求7所述的智能自动消防喷水方法，其特征在于，电阻丝呈螺旋形排布于第一铜片和第二铜片之间。

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