ES2965079T3

ES2965079T3 - Un método de operación de un sistema de distribución de agua de protección contra incendios

Info

Publication number: ES2965079T3
Application number: ES17791720T
Authority: ES
Inventors: Seppo Ensio Koskela; Klaus Johan Gentz
Original assignee: Marioff Corp Oy
Current assignee: Marioff Corp Oy
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2024-04-11
Anticipated expiration: 2037-10-16
Also published as: MX2020004528A; EP3697506B1; FI3697506T3; EP3697506A1; WO2019077192A1

Abstract

Se proporciona un método para operar un sistema de distribución de agua de protección contra incendios (FPWD). El método incluye registrar un valor inicial de una condición del sistema FPWD, ejecutar un componente del sistema FPWD para impulsar un bombeo de fluido a través del sistema FPWD hasta que se alcance un valor final predefinido de la condición, determinar un período de tiempo que el componente del sistema FPWD se ejecuta, registrando un nuevo valor de la condición después de un tiempo de espera predefinido y calculando una cantidad de aire en el sistema FPWD basado en al menos los valores inicial y nuevo de la condición y el período de tiempo determinado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un método de operación de un sistema de distribución de agua de protección contra incendios

Antecedentes

La siguiente descripción se refiere a sistemas de protección contra incendios y, más específicamente, a un sistema de distribución de agua de protección contra incendios y un analizador de rendimiento para un sistema de distribución de agua de protección contra incendios.

Un sistema típico de distribución de agua de protección contra incendios para una estructura (por ejemplo, un edificio, un barco, un túnel, etc.) tiene una cantidad desconocida de aire en él. Esta cantidad puede cambiar por múltiples razones y es única para cada sistema. La cantidad de aire también tiene un efecto conocido en el comportamiento del sistema al introducir un retraso para detectar cambios de presión. Los retrasos, especialmente aquellos dentro de los grandes sistemas, conducen a aumentos en el espacio de tiempo requerido para activar la activación automática de los sistemas de protección. En algunos casos, estos aumentos superan los límites aprobados.

Se puede eliminar el aire de los sistemas, o desairear, pero normalmente es un proceso que requiere mucha mano de obra. El documento US 2012/230846 A1 divulga sistemas y los métodos divulgados en esta memoria se relacionan con controlar el funcionamiento de una bomba jockey de un sistema de bomba contra incendios. El documento US 5680329 A divulga un sistema de verificación que ayudará a garantizar el cumplimiento de las normas y códigos de prueba y mantenimiento de sistemas de protección contra incendios basados en agua. El documento WO 2011/034493 A1 divulga un equipo de medición para, dentro de un sistema que distribuye líquido y tiene un tanque acumulador y por medio de una unidad de control y una unidad de cálculo asignadas al mismo, permitir determinar una relación instantánea entre un volumen de gas encerrado y un volumen de líquido cerrado sometido a una presión positiva.

Breve descripción

Según un aspecto de la divulgación, se proporciona un método para operar un sistema de distribución de agua de protección contra incendios (FPWD) como se indica en la reivindicación 1. El método incluye registrar un valor inicial de la presión de fluido del sistema FPWD, hacer funcionar un motor para impulsar un bombeo de agua a través del sistema FPWD hasta alcanzar un valor final predefinido de la presión de fluido, determinar el espacio de tiempo que el motor estará funcionando, registrar un nuevo valor de la presión de fluido después de un tiempo de espera predefinido y calcular una cantidad de aire en el sistema FPW<d>en función de al menos los valores inicial y nuevo de la presión de fluido y el período de tiempo determinado.

Según realizaciones adicionales o alternativas, el FPWD está en un estado de espera antes del registro del valor inicial.

Según realizaciones adicionales o alternativas, el componente de sistema FPWD incluye una bomba configurada para bombear el agua y el motor se configura para impulsar las operaciones de la bomba.

Según realizaciones adicionales o alternativas, el funcionamiento del motor incluye comprobar una tasa de aumento de la presión de fluido.

Según realizaciones adicionales o alternativas, el cálculo de la cantidad de aire en el sistema FPWD se basa en los valores inicial y nuevo de la condición, el período de tiempo determinado y una capacidad y parámetro operativo del componente de sistema FPWD.

Según realizaciones adicionales o alternativas, el método incluye además registrar la cantidad de aire calculada.

Según realizaciones adicionales o alternativas, el método incluye además determinar si se requiere una alarma según la cantidad de aire calculada, activar la alarma según los resultados de la determinación y estabilizar el sistema FPWD.

Estas y otras ventajas y características se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción tomada junto con los dibujos.

Breve descripción de los dibujos

La materia de asunto, que se considera como la divulgación, se señala particularmente y se reivindica claramente en las reivindicaciones al término de la memoria descriptiva. Las características y ventajas anteriores y otras de la divulgación resultan evidentes a partir de la siguiente descripción detallada y tomada en conjunto con los dibujos que la acompañan, en los que:

la FIG. 1 es una ilustración gráfica de una operación de un sistema de distribución de agua de protección contra incendios según las realizaciones;

la FIG. 2 es una ilustración gráfica de una operación de un sistema de distribución de agua de protección contra incendios según las realizaciones;

la FIG. 3 es un diagrama de flujo que ilustra un método de operar un sistema de distribución de agua de protección contra incendios según las realizaciones;

la FIG. 4 es un diagrama de flujo que ilustra un método de operar un sistema de distribución de agua de protección contra incendios según las realizaciones; y

la FIG. 5 es un diagrama esquemático de un sistema de distribución de agua de protección contra incendios según las realizaciones.

Descripción detallada

Con referencia a la FIG. 1, una cantidad de aire en un sistema de distribución de agua de protección contra incendios (FPWD) de una estructura (por ejemplo, un edificio, un barco, un túnel, etc.), por ejemplo, reduce la sensibilidad del sistema a pequeñas fugas que son una parte natural de su sistema de tuberías o de cualquier otro y puede ocasionar que una cantidad relativamente grande de agua se escape del sistema antes de que se puedan poner en marcha ciertos componentes (por ejemplo, una bomba de reserva o jockey). La sensibilidad reducida resulta del efecto resorte asociado con una expansión del aire durante los períodos en los que la presión del sistema interno disminuye. El aire en expansión puede, en algunos casos, conducir a un período prolongado de bombeo en espera que exceda los períodos de tiempo máximos permitidos.

Con referencia a la FIG. 1, se muestra el funcionamiento de un FPWD durante un período de espera normal. El período de tiempo 1 es representativo de una variación de presión natural en un FPWD determinado, el espacio de tiempo 2 es un momento en el que el FPWD detecta una disminución de la presión y la bomba de reserva se activa para elevar la presión y el espacio de tiempo 3 es un tiempo predeterminado (p. ej., 10 segundos) por el que el FPWD debe alcanzar la presión de reserva. Aquí, el período de tiempo entre los tiempos 2 y 3 puede extenderse, en algunos casos excesivamente, por exceso de aire en el FPWd . Es decir, el exceso de aire en el FPWD hace que el espacio de tiempo predeterminado sea insuficiente para que la bomba de reserva eleve las presiones en el FPWD a la presión de reserva y puede provocar activaciones no deseadas de diversos componentes del FPWD. El exceso de aire en el FPWD, por lo tanto, debe eliminarse desaireando o extendiendo el espacio de tiempo de bombeo de reserva, si está permitido.

Con referencia a la FIG. 2, se muestra el funcionamiento de un FPWD durante la activación de un sistema con fines de extinción de incendios. El período de tiempo 1 es representativo de un momento en el que se activa un rociador para provocar una rápida disminución de la presión en el FPWD, el espacio de tiempo 2 es un momento en el que el FPWD detecta una disminución de la presión y la bomba de reserva se activa para elevar la presión, el espacio de tiempo 3 es un tiempo predeterminado (p. ej., 10 segundos) en el que se activa el FPWD y el espacio de tiempo 4 es un momento en el que se alcanza la presión de trabajo requerida en el rociador. Aquí, el período de tiempo entre los tiempos 1 y 2, 2 y 3, y 3 y 4 puede extenderse, en algunos casos excesivamente, por exceso de aire en el FPWD. Es decir, el exceso de aire en el FPWD puede prolongar un tiempo para que la presión decreciente alcance el nivel de activación para iniciar el bombeo de reserva durante el período de tiempo entre los tiempos 1 y 2. El exceso de aire en el FPWD también puede aumentar el espacio de tiempo requerido para bombeo de reserva entre los tiempos 2 y 3, así como el espacio de tiempo necesario para la compresión de aire entre los tiempos 3 y 4. Por lo tanto, el exceso de aire puede aumentar el espacio de tiempo total de activación del FPWD y puede provocar un retraso en que el FPWD alcance la presión de trabajo completa en el espacio de tiempo requerido.

Como se describirá a continuación, se puede utilizar una unidad de bomba eléctrica (EPU) en un FPWD para realizar un análisis de cantidad de aire automáticamente o bajo demanda. El análisis se llevará a cabo elevando la presión del sistema de un nivel a otro mediante un motor y una bomba que funcionan a velocidades predefinidas con un convertidor de frecuencia. Luego, se puede calcular una cantidad relativa de aire en el FPWD utilizando la cantidad de agua añadida y la información de cambio de presión. La EPU u otro componente similar dentro o fuera del FPWD puede tener lógica instalada para ejecutar un algoritmo adecuado para los cálculos asociados y los resultados pueden mostrarse en un panel de usuario y/o registrarse en la memoria de la unidad (debe entenderse que no es necesario instalar la lógica en la EPU o el FPWD y puede instalarse en un dispositivo remoto y en esta memoria se describe como instalada en la EPU o el FPWd solo con fines ilustrativos). Además, durante la monitorización automática, la EPU puede generar una alarma siempre que sea necesario desairear la tubería en el FPWD para mantener los niveles de rendimiento del sistema aceptados o para ajustar la configuración del sistema. El análisis bajo demanda puede mostrar valores medidos y cantidades recomendadas de aire o configuraciones de sistema para ciertas condiciones.

Con referencia a la FIG. 3, se proporciona un método para operar un sistema FPWD. Como se muestra en la FIG. 3, una vez que se inicia, el método incluye registrar un valor inicial de una condición del sistema FPWD (bloque 301) y comenzar a ejecutar un componente de sistema FPWD para impulsar un bombeo de fluido a través del sistema FPWD mientras se registra una hora de inicio del componente de sistema FPWD (bloque 302). Según las realizaciones, la condición del sistema FPWD puede ser una presión de fluido dentro del sistema FPWD, el componente de sistema FPWD puede ser un elemento impulsor de fluido, como una bomba configurada para bombear fluido con un motor impulsor acoplado al mismo, y el fluido puede ser agua o agua mezclada con uno o más aditivos o productos químicos para el tratamiento del agua.

El método incluye además ejecutar el componente de sistema FPWD hasta que se alcance un valor final predefinido de la condición (bloque 303), detener el componente de sistema FPWd en ese punto y registrar la hora de finalización en la que se detiene el componente de sistema FPWD (bloque 304). El método incluye además esperar un tiempo de espera predefinido, como 60 segundos o tiempo suficiente para permitir que el sistema FPWD tenga tiempo suficiente para establecerse (bloque 305), y registrar un nuevo valor de la condición después del espacio de tiempo de espera predefinido (bloque 306).

El método continúa calculando una cantidad de aire en el sistema FPWD (bloque 307), registrando la cantidad de aire calculada (bloque 308) y reiniciando el sistema FPWD y finalizando el procesamiento de prueba (bloque 309). El cálculo puede basarse en al menos los valores inicial y nuevo de la condición y las horas de inicio y finalización, así como también en la capacidad y un parámetro operativo del componente de sistema FPWD (es decir, cuánta agua puede bombear la bomba en un momento dado a una velocidad de bombeo operativa dada). La cantidad de aire registrada se puede usar para controlar diversos componentes del sistema FPWD, como uno o más elementos impulsores de alta presión para impulsar o bombear fluido hacia y a través del sistema FPWD, o para programar la reparación o el mantenimiento del sistema FPWD en caso de que se determine que la cantidad de aire es excesiva.

Según las realizaciones, el registro de las horas de inicio y finalización puede realizarse de forma alternativa o efectiva determinando una duración o espacio de tiempo durante el que se ejecuta u opera el componente de sistema FPWD. En tales casos, el cálculo puede basarse en al menos los valores inicial y nuevo de la condición y la duración determinada o la espacio de tiempo, así como la capacidad y un parámetro operativo del componente de sistema FPWD.

Con referencia a la FIG. 4, se proporciona un método para operar un sistema FPWD. Como se muestra en la FIG. 3, una vez que se inicia, el método incluye determinar si el sistema FPWD está en un estado de espera (bloque 401), registrando un valor inicial de una condición del sistema FPWD si el sistema FPWD no está en un estado de espera (bloque 402) y esperar un tiempo predefinido, como 60 segundos (bloque 403), y repetir la determinación del bloque 401 si el sistema FPWD está en estado de espera. Una vez que se registra el valor inicial de la condición, el método puede incluir comenzar a ejecutar un componente de sistema FPWD para impulsar un bombeo de fluido a través del sistema FPWD mientras se registra una hora de inicio del componente de sistema FPWD (bloque 404), determinando si el inicio de componente de sistema FPWD se ha ejecutado correctamente (bloque 405) y volver a la espera del bloque 403 si el inicio de componente de sistema FPWD ha sido incorrecto. Según las realizaciones, la condición del sistema FPWD puede ser una presión de fluido dentro del sistema FPWD, el componente de sistema FPWD puede ser un elemento impulsor de fluido, como una bomba configurada para bombear fluido con un motor impulsor acoplado al mismo, y el fluido puede ser agua.

Si el inicio de componente de sistema FPWD ha sido correcto, el método incluye además ejecutar iterativamente el componente de sistema FPWD (bloque 4041) hasta que se alcanza un valor final predefinido de la condición (bloque 406), deteniendo el componente de sistema FPWD en ese punto (bloque 407) y registrando la hora de finalización en la que se detiene el componente de sistema FPWD (bloque 408). El método incluye además esperar un tiempo de espera predefinido, como 60 segundos o tiempo suficiente para permitir que el sistema FPWD tenga tiempo suficiente para establecerse (bloque 409), y registrar un nuevo valor de la condición después del espacio de tiempo de espera predefinido (bloque 410). Según las realizaciones, el funcionamiento iterativo del componente de sistema FPWD hasta que se alcanza el valor final predefinido de la condición puede incluir una comprobación de la tasa de aumento de la presión de fluido y la determinación de si se activa un rociador según el resultado de la comprobación.

El método continúa calculando una cantidad de aire en el sistema FPWD (bloque 411), registrando la cantidad de aire calculada en un panel y una unidad de memoria del sistema FPWD (bloque 412) y restableciendo el sistema FPWD y finalizando el procesamiento de prueba (bloque 413). El cálculo puede basarse en al menos los valores inicial y nuevo de la condición y las horas de inicio y finalización, así como también en la capacidad y un parámetro operativo del componente de sistema FPWD (es decir, cuánta agua puede bombear la bomba en un momento dado a una velocidad de bombeo operativa dada). La cantidad de aire registrada se puede usar para controlar diversos componentes del sistema FPWD, como uno o más elementos impulsores de alta presión para impulsar o bombear fluido hacia y a través del sistema FPWD, o para programar la reparación o el mantenimiento del sistema FPWD en caso de que se determine que la cantidad de aire es excesiva.

Según realizaciones adicionales, el método también puede incluir determinar si se necesita una alarma después del registro de la cantidad de aire (bloque 414), activar la alarma (bloque 415) y estabilizar el sistema FPWD antes del restablecimiento y finalización en caso de que no se necesite alarma o en caso de que la alarma se haya activado en bloque (bloque 416).

Con referencia a la FIG. 5, se proporciona un sistema FPWD 501 para ejecutar los métodos descritos en esta memoria (p. ej., los métodos y algoritmos ilustrados en las FIGS. 3 y 4 y el texto adjunto) y para gestionar la protección contra incendios y la distribución de agua para una estructura (p. ej., un edificio, un barco, un túnel, etc.) en el que se despliega el sistema FPWD 501. El sistema FPWD 501 puede incluir un suministro de fluido o agua (en lo sucesivo denominado "suministro de agua") 502, un sistema de distribución de agua 503, tuberías 504, un elemento impulsor 505 y un elemento de detección 506. El sistema de distribución de agua 503 recibe agua del suministro de agua 502 a través de ciertos componentes de la tubería 504 y el agua se distribuye por todo el sistema de distribución de agua 503 a través de componentes adicionales de la tubería 504. El elemento impulsor 505 puede incluir una bomba 5051, que se interpone para transmisión de fluidos a lo largo de la tubería 504 entre el suministro de agua 502 y el sistema de distribución de agua 503 y, por lo tanto, se configura para bombear el agua desde el suministro de agua 502 hacia y a través del sistema de distribución de agua 503, y un motor 5052. El motor 5052 se conecta mecánicamente con la bomba 5051 a través de la conexión C y se configura para controlar las operaciones de la bomba 5051 según la energía eléctrica P1 que recibe. El elemento de detección 506 se puede proveer de uno o más sensores de diversos tipos que incluyen, entre otros, sensores de presión de fluido que se conectan para transmisión de fluidos y se distribuyen por todo el sistema de distribución de agua 503 y la tubería 504 a través de conexiones de fluido F para detectar una condición del sistema FPWD 501.

Según las realizaciones, la condición del sistema FPWD 501 detectada por el elemento de detección 506 puede ser una presión de fluido dentro del sistema FPWD 501 y el sistema de distribución de agua 503. En cualquier caso, el elemento de detección 506 puede configurarse además para generar y emitir una primera señal eléctrica S1 según las lecturas de la condición como una indicación de la misma. Según realizaciones adicionales, el elemento de detección 506 también puede configurarse para generar y mostrar una lectura gráfica o indicación de las lecturas.

Como se muestra en la FIG. 5, el sistema FPWD 501 incluye además un controlador 510. El controlador 510 incluye al menos uno de los componentes primero y segundo 511 y 513, una interfaz de usuario o panel (en lo sucesivo denominado "panel") 514, un componente de control 515 y una carcasa 516. La carcasa 516 se configura para alojar cada componente del controlador 510 con al menos una parte de entrada y una parte de exposición del panel 514 accesible para un usuario u operador. Los componentes primero y segundo 511 y 513 son independientemente receptivos de energía eléctrica P2 y P3 de un suministro de energía eléctrica y se configuran para dirigir la energía eléctrica P1 al elemento impulsor 505 para iniciar una conducción de fluido desde el suministro de agua 502 al sistema de distribución de agua 503 por el elemento impulsor 505 y para finalizar dicho suministro de energía para detener el elemento impulsor 505. El panel 514 se configura para mostrar la indicación según la primera señal eléctrica S1 y para operar el primer componente 511 por medio de la segunda señal eléctrica S2 y para emitir una tercera señal eléctrica s 3 según una orden OC recibida por el panel 514 del usuario u operador.

El componente de control 515 se puede proporcionar como unidad de procesamiento que incluye un procesador, una unidad de memoria y una unidad de red mediante la que el componente de control se comunica con otros componentes del sistema FPWD 501. La unidad de memoria tiene almacenadas instrucciones ejecutables, que son ejecutables por el procesador y que, cuando son ejecutadas por el procesador, se configuran para hacer que el procesador funcione como se describe en esta memoria. El componente de control 515 se configura así para enviar la primera señal eléctrica S1 al panel 514 junto o por medio de la tercera señal eléctrica S3 y para operar el segundo componente 513 por medio de la cuarta señal eléctrica S4 según la primera señal eléctrica S1 y al menos una de la segunda señal eléctrica S2 y un activador automático T recibidos por la misma (es decir, la prueba bajo demanda no requiere que el componente de control 515 sea receptivo al activador automático T).

Según las realizaciones, el primer componente 511 puede incluir o proporcionarse como al menos uno de un contactor y un arrancador suave y el segundo componente puede incluir o proporcionarse como al menos uno de un variador de frecuencia variable (VFD), un contactor y un arrancador suave. Por ejemplo, en el caso de que el segundo componente 513 se proporcione como VFD, el segundo componente 513 puede ser receptivo a una referencia de velocidad del elemento impulsor 505 y puede controlar el elemento impulsor 505 para generar un flujo de agua relativo a la velocidad de funcionamiento (p. ej., una bomba de 10 litros por minuto al valor nominal proporciona 5 litros por minuto al 50% del valor nominal).

Dado que el panel 514 y el componente de control 515 operan los componentes primero y segundo 511 y 513 según una orden OC, entrada o instrucciones recibidas de un usuario u operador o según el activador automático T, el controlador 510 como un todo puede operar de forma manual/selectiva para análisis bajo demanda o automáticamente.

Según realizaciones adicionales, el elemento impulsor 505 puede proporcionarse como un elemento impulsor 505 de baja y/o alta presión. Aquí, el sistema FPWD 501 puede incluir además al menos uno o más (por ejemplo, 2-9) elementos impulsores 530 de baja y/o alta presión adicionales. Dichos elementos impulsores adicionales de baja y/o alta presión 530 pueden configurarse generalmente de manera similar al elemento impulsor de baja y/o alta presión 505 y pueden interponerse fluidamente entre el suministro de agua 502 y el sistema de distribución de agua 503. El controlador 510 puede configurarse para controlar una operación de al menos uno o más elementos impulsores 530 de baja y/o alta presión adicionales según al menos un rendimiento del elemento impulsor de baja y/o alta presión 505 y las operaciones del sistema FPWD 501 durante las ejecuciones de los métodos de las FIGS. 3 y 4. Es decir, el controlador 510 puede operar los elementos impulsores de baja y/o alta presión adicionales 530 basándose al menos en parte en la determinación de cuánto aire hay en la tubería 504 del sistema de distribución de agua 503.

El análisis automático descrito anteriormente puede proporcionar evidencia del rendimiento del sistema a un organismo de aprobación durante la vida útil del sistema. La monitorización continua y las alarmas pueden guiar a los operadores hacia el mantenimiento preventivo para mantener el rendimiento del sistema en niveles aceptables. El análisis bajo demanda descrito anteriormente puede mejorar y acelerar los procesos de desaireación del sistema, especialmente hasta el punto de que cada rama del sistema puede analizarse por separado y desairearse a niveles aceptables.

Aunque la divulgación se proporcionar en detalle en relación con solo un número limitado de realizaciones, debería entenderse fácilmente que la divulgación no se limita a dichas realizaciones divulgadas. Adicionalmente, aunque se han descrito diversas realizaciones de la divulgación, debe entenderse que los realizaciones ejemplares pueden incluir solo algunos de los aspectos ejemplares descritos. En consecuencia, la divulgación no debe verse limitada por la anterior descripción, sino que está solo limitada por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para operar un sistema de distribución de agua de protección contra incendios (FPWD) (501), el método comprende:

registrar un valor inicial de una presión de fluido del sistema FPWD (501);

hacer funcionar un motor (5052) para impulsar un bombeo de agua a través del sistema FPWD (501) hasta alcanzar un valor final predefinido de la presión de fluido;

determinar el espacio de tiempo de funcionamiento del motor (5052);

registrar un nuevo valor de la presión de fluido después de un tiempo de espera predefinido; y

calcular una cantidad de aire en el sistema FPWD (501) en función de al menos los valores inicial y nuevo de la presión de fluido y el espacio de tiempo determinado.

2. El método según la reivindicación 1, que comprende además determinar si el FPWD está en un estado de espera antes del registro del valor inicial.

3. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el componente de sistema FPWD comprende una bomba (5051) configurada para bombear el agua y el motor (5052) se configura para impulsar las operaciones de la bomba (5051).

4. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde el funcionamiento del motor (5052) comprende comprobar la tasa de aumento de la presión de fluido.

5. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde el cálculo de la cantidad de aire en el sistema FPWD (501) se basa en los valores inicial y nuevo de la condición, el espacio de tiempo determinado y una capacidad y parámetro operativo del componente de sistema FPWD.

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que comprende además registrar la cantidad de aire calculada.

7. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, que comprende además:

determinar si se requiere una alarma según la cantidad de aire calculada;

activar la alarma según los resultados de la determinación; y

estabilizar el sistema FPWD (501).