در این مطلب تصمیم داریم در مورد یکی از انواع دتکتورهای حرارتی به نام دتکتور حرارتی خطی (Linear Heat Detector) و چگونگی نصب و استفاده از آنها نکاتی را بیان کنیم. برای این کار از تجارب چندین ساله‌ی شرکت آمریکایی پروتکتووایر (Protectowire) در زمینه‌ی تولید و طراحی دتکتورهای حرارتی خطی و همینطور الزامات و دستورالعمل‌های شناخته شده‌ی بین‌المللی مانند NFPA 72 استفاده شده است. در این مطلب به ویژگی‌های عملکردی دتکتور حرارتی خطی و عوامل مختلفی که می‌توانند بر عملکرد آنها تاثیرات مثبت یا منفی داشته باشد، اشاره می‌کنیم. با وجود اینکه از آخرین دستورالعمل‌ها، الزامات و استانداردها در این بخش استفاده شده اما توصیه بر این است که برای کاربردهای خاص که الزامات یا استاندارد خاصی مدنظر است، از مشورت مقام قانونی مسئول استفاده شود.
دتکتورهای حرارتی خطی به دو گروه اصلی آنالوگ و دیجیتال تقسیم می‌شوند. در ادامه به معرفی آنها می‌پردازیم. شما می‌توانید برای خرید تجهیزات اعلام حریق ایرانی به وب سایت مرکز اعلام حریق مراجعه کنید. مرکز اعلام حریق آرات با برخورداری از امتیاز فروش تجهیزات استاندارد برندهای اعلام حریق ایرانی با قیمت کارخانه، امکان تامین کالا با قیمت عالی را برای همکاران محترم فعال در این زمینه فراهم کرده است.
دتکتور حرارتی خطی آنالوگ
دتکتورهای حرارتی خطی آنالوگ، از چهار هادی تشکیل می‌شوند که یک جفت از آنها برای اندازه‌گیری تغییرات مقاومت در طول کابل و یک جفت دیگر برای اندازه‌گیری پیوستگی کابل مورد استفاده قرار می‌گیرد. اصل عملکرد این نوع دتکتور بر اساس تغییرات دمایی بین دو جفت هادی اول است که یکی از آنها با یک ماده با ضریب دمایی منفی روکش شده است. دو هادی حسگر این دتکتور به تغییرات دمای محیط در کل مسیر کابل حساس هستند. مقاومت عایقی بین اتصالات، توسط مرکز کنترل نظارت می‌شود و آستانه‌ی آن را می‌توان در مرکز کنترل تنظیم کرد. به طور معمول وقتی دمای کابل افزایش یابد، مقاومت سیم‌ها کاهش می‌یابد. وقتی که گرما به آستانه‌ی دمای هشدار از پیش تعیین‌شده می‌رسد، وضعیت هشدار توسط مرکز کنترل فعال می‌شود. برای کسب اطلاعات بیشتر از دتکتورهای حرارتی به این صفحه مراجعه کنید.
دتکتور حرارتی خطی دیجیتال
دتکتورهای حرارتی خطی دیجیتال از دو هادی تشکیل می‌شوند. هر هادی یک پوشش پلیمری حساس به گرما دارد که در یک دمای از پیش تعیین شده‌ی ثابت فعال می‌شوند. این کابل مثل یک کلید باز و بسته عمل می‌کند. وضعیت باز بیانگر شرایط عادی و وضعیت بسته شرایط هشدار را نشان می‌دهد. هادی‌های دتکتور حرارتی خطی دیجیتال با مواد مختلفی روکش می‌شوند تا برای نصب در شرایط مختلف مناسب باشند. این روکش‌ها می‌تواند از نوع مقاوم در برابر خوردگی ناشی از مواد شیمیایی، مقاوم در برابر نور آفتاب، مقاوم در برابر مشتقات نفتی و غیره باشد. وقتی دما بالا رفته و به دمای آستانه‌ی هشدار می‌رسد این عایق حساس به گرما ذوب شده و دو هادی به یک سوییچ بسته تبدیل می‌شوند و سیگنال هشدار ایجاد می‌شود. ساختار این نوع دتکتور به صورتی است که به دمای مشخصی در هر نقطه از طول مسیر کابل پاسخ می‌دهند.
اگرچه که فناوری‌های دیگری مانند فیبر نوری، آدرس‌پذیر و شیلنگ‌های تحت فشار برای ساخت این خانواده از دتکتورها استفاده می‌شوند اما نوع دیجیتال همچنان بیشترین تقاضا را در بازار دارد. قبل از ادامه متن یک پرسش مطرح می‌کنیم؛ از بیم دتکتور یا آشکارسازهای دودی خطی چه می‌دانید؟ اگر اطلاعی از این مدل دتکتور اعلام حریق ندارید حتما سری به مطلب مفصل آرات در اینباره بزنید.
مقایسه‌ی کاشف‌های حرارتی خطی آنالوگ و دیجیتال
در جدول زیر می‌توانید مقایسه‌ی دتکتورهای حرارتی خطی آنالوگ و دیجیتال را مشاهده کنید. توضیحات بیشتر درباره‌ی این تفاوت‌ها را می‌توانید در ادامه‌ی مطلب بخوانید.
| دتکتور حرارتی خطی دیجیتال | دتکتور حرارتی خطی آنالوگ |
|---|---|
| حداکثر طول زون، حدود 3.000 متر | حداکثر طول زون، حدود 300 متر |
| نمایش محل دقیق آتش‌سوزی | عدم امکان نمایش محل دقیق آتش‌سوزی |
| نیاز به مرکز کنترل چند زون | نیاز به مرکز کنترل با تعداد زونهای بیشتر |
| بدون هزینه‌ی تعمیر و نگهداری | نیاز به تنظیم و کالیبره کردن مکرر |
| تعمیر و تعویض راحت | نیاز به ابزار خاص برای تعمیر و نگهداری |
| مقرون به صرفه | هزینه‌های بالاتر به ازای هر زون اضافی |
| تاثیرناپذیری از تغییرات دما | نیاز به تنظیم مکرر برای دماهای مختلف |
| نصب میلیون‌ها نمونه در سراسر جهان | تعداد نامشخص نصب |
عملکرد دتکتور خطی آنالوگ و دتکتورهای دیجیتال
گرم شدن کابل در دتکتور حرارتی خطی آنالوگ باعث کاهش مقاومت بین سیم‌های زوج هادی می‌شود و متعاقبا جریان عبوری از آنها بیشتر می‌شود. از آنجایی که تغییر مقاومت در یک نقطه‌ی متمرکز روی کابل کم و غیرقابل اندازه‌گیری است، بخش زیادی از کابل باید گرم شود تا این تغییر باعث ایجاد جریان شود. به همین خاطر فقط طول‌های کوتاه یک دتکتور می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد؛ تا عملا، سطح بزرگتری از کابل برای اندازه‌گیری و یا تشخیص حرارت در مقایسه با بخش سالم کابل که تحت تاثیر حرارت نیست، در اختیار قرار گیرد. زمان پاسخ به حرارت زیاد نیز تا زمانی طول می‌کشد که تغییر مقاومت برای رسیدن به سطح هشدار از پیش تعیین شده قابل اندازه‌گیری باشد.
عملکرد دتکتورهای حرارتی خطی دیجیتال وابسته به پارامتر خاصی نیست و به همین خاطر تاخیر زمانی در پاسخ به افزایش دما به وجود نمی‌آید. افزایش دمای موضعی یا یک آتش‌سوزی بزرگ می‌تواند در هر نقطه از کابل ایجاد هشدار کند. از مزیت‌های استفاده از این نوع دتکتور می‌توان به مشخص بودن مقدار مقاومت هادی آن اشاره کرد. این ویژگی باعث می‌شود مرکز کنترل متصل به آن، مقدار مقاومت از نقطه‌ی وقوع هشدار تا محل مرکز کنترل را به صورت خطی تبدیل و اندازه‌گیری کند و بعلاوه فاصله‌ی نقطه‌ی هشدار تا مرکز کنترل را نمایش دهد.
آتش‌سوزی و افزایش دما به طور معمول از یک نقطه‌ی متمرکز شروع می‌شود و اگر به سرعت شناسایی نشود باعث پیشرفت و گسترش بیشتر آتش می‌شود. در دتکتورهای حرارتی خطی دیجیتال، چه طول کابل یک سانتی‌متر باشد و چه چند کیلومتر، دمای لازم برای اعلام هشدار در تمام طول کابل یکسان است ولی در دتکتورهای آنالوگ اینطور نیست. به طور کلی یک دتکتور حرارتی خطی دیجیتال در تمام طول کابل، حساستر از کاشف حرارتی خطی آنالوگ است.
برگشت‌پذیری و استفاده‌ی دوباره از دتکتورهای حرارتی خطی
تولیدکنندگان دتکتور حرارتی خطی آنالوگ ادعا می‌کنند که این دستگاه برگشت‌پذیر است. البته با توجه به اینکه آتش‌سوزی ممکن است در دماهای بسیار بالا اتفاق بیفتد این امر نمی‌تواند درست باشد. دتکتور حرارتی خطی آنالوگ با جنس کابل PVC در دماهای کمتر از 125 درجه‌ی سانتی‌گراد آسیب نمی‌بیند اما اگر این دما بالاتر باشد کابل‌ها باید تعویض شوند. هر بار که کابل‌ها در معرض حرارت قرار گرفته و سپس سرد می‌شوند از میزان حساسیت آنها کاسته می‌شود. به این ترتیب بعد از مدت کوتاهی حساسیت این کابل‌ها نسبت به تنظیمات اولیه کم می‌شود.
تعویض و جایگزینی بخش‌های آسیب‌دیده‌ی دتکتور حرارتی خطی آنالوگ باید مطابق با دستورالعمل‌ها و ابزارهای خاصی که توسط سازنده ارائه شده، انجام شود. بعلاوه نیاز به کالیبره شدن مجدد نیز وجود دارد. در مقابل، دتکتورهای حرارتی خطی دیجیتال نیاز به ابزار خاصی ندارد و تنها وسایل مورد نیاز برای تعویض کابل‌ها ابزارهای معمول مانند سیم چین، سیم لخت‌کن و غیره است.
استفاده از دتکتورهای حرارتی خطی در تونل‌ها
استفاده از دتکتور حرارتی خطی در تونل‌ها نسبت به سایر انواع دتکتور، بهتر و مقرون به صرفه‌تر است. دتکتورهای خطی دیجیتال به خاطر سطح مقاومت قابل اندازه‌گیری نسبت به نوع آنالوگ مزایایی دارند. مزیت اول، قابلیت شناسایی محل دقیق افزایش حرارت در طول کابل است که در دتکتورهای آنالوگ این امکان وجود ندارد. دوم اینکه، دتکتورهای آنالوگ در مقایسه با دیجیتال در یک محیط یکسان، در دماهای بالا (40 درجه سانتی‌گراد و بالاتر) به خاطر رابطه‌ی بین درجه حرارت, طول و مقاومت دتکتور, نیاز به تعداد زون بیشتری دارد.
مزیت دیگر دتکتورهای دیجیتالی بر آنالوگ این است که در عمل, حداکثر طول یک زون برای دتکتورحرارتی خطی آنالوگ حدود 300 متر است؛ در صورتی که دتکتور حرارتی خطی دیجیتال بیش از 1.000 متر در هر زون را, صرف‌نظر از تغییر درجه حرارت محیط کنترل می‌کند و نیازی به تنظیم مجدد نیز ندارد.
در محیط‌هایی که کوچک و کوتاه هستند و در اثر افزایش حرارت امکان گرم شدن کل طول کابل وجود دارد، استفاده از دتکتورهای آنالوگ بهتر است. در این شرایط اعلام هشدار در سطح پایین رخ می‌دهد و کابل به دمای تخریب 100 درجه سانتی‌گراد نزدیک نشده و آسیب نمی‌بیند. به این ترتیب نیازی به تعویض این کابل‌ها نیز وجود نخواهد داشت. با این حال اکثر آتش‌سوزی‌ها در مترو، خودرو و غیره دمایی بالاتر از 100 درجه دارند و تعویض کابل‌ها در آن ضروری است. به طور کلی می‌توان گفت دتکتورهای خطی آنالوگ سرعت پاسخ کندتری دارند و از این جهت انتخاب دتکتورهای حرارتی خطی دیجیتال بهتر است.
نحوه‌ی استفاده از دتکتورهای حرارتی خطی
از دتکتورهای حرارتی خطی می‌توان به عنوان ورودی زون مرکز کنترل متعارف برای نظارت پیوستگی آنها استفاده کرد. مطابق با استاندارد NFPA 70 و NFPA 72 و دستورالعمل‌های محلی، این دتکتورها باید به صورت پیوسته و بدون انشعاب نصب و راه‌اندازی شوند. مواردی همچون جنس، مشخصات، درجه‌ی حفاظت و تاییدیه‌ها با توجه به کاربرد و شرایط محیطی تعیین می‌شود. نکته‌ی مهم در استفاده از دتکتورهای حرارتی خطی حداکثر طول در یک زون است. این طول با توجه به نوع مرکز کنترل می‌تواند متفاوت باشد. غالبا از مرکز کنترل‌هایی که خاص دتکتورهای حرارتی خطی هستند استفاده می‌شود. اطلاعات بیشتر در مورد محدودیت‌ها و تمهیدات خاص نصب دتکتورهای خطی بهتر است از دستورالعمل‌های شرکت سازنده‌ی مرکز کنترل و دتکتور حرارتی خطی مراجعه کنید.
در استفاده از دتکتورهای خطی دیجیتال یک سازنده با مرکز کنترل سایر سازندگان باید چند پارامتر در نظر گرفته شود. هادی‌های دتکتورهای حرارتی خطی دیجیتال در حالت عادی، اتصال باز هستند و در زمان استفاده، اتصال کوتاه می‌شوند. بنابراین از آنها در زونهای اعلام حریقی می‌توان استفاده کرد که اتصال کوتاه به معنای حریق در نظر گرفته می‌شود.دتکتورهای حرارتی خطی بر خلاف دتکتورهای نقطه‌ای، دارای مقاومت قابل ملاحظه‌ای هستند. به همین خاطر، مرکز کنترل هر سازنده و محدودیت طول دتکتور خطی در آن باید مورد بررسی قرار گیرد تا این مقاومت از حداکثر مقاومت برای هر زون بیشتر نشود. زون کشف حریق در بسیاری از کنترل پنل‌ها برای دتکتورهای نقطه‌ای طراحی شده و قادر به پوشش طول کمی از دتکتورهای خطی هستند. سازندگان دتکتورهای حرارتی خطی برای رفع این محدودیت، مدل‌های دارای مقاومت الکتریکی متفاوت در واحد طول را ارائه می‌دهند.
بازه‌های دمایی متفاوت برای استفاده از دتکتورهای حرارتی خطی
دتکتورهای حرارتی خطی در بازه‌های دمایی متفاوتی تولید می‌شوند و می‌توان با توجه به شرایط محیطی از آنها استفاده کرد. در جدول زیر می‌توانید بازه‌های دمایی برای شرایط دمایی متفاوت را مشاهده کنید.
| ردیف | نوع دمای محیط | بازه‌ی دمایی (°C) |
|---|---|---|
| 1 | عادی | 57 68 |
| 2 | متوسط | 88 105 |
| 3 | زیاد | 138 |
| 4 | خیلی زیاد | 180 |
بازه‌ی دمایی مناسب بسته به شرایط محیطی مختلف انتخاب می‌شود. پیش از انتخاب این دتکتورها باید به دو سوال زیر پاسخ دهید:
- با توجه به نوع ماده‌یی سوختنی، دتکتور حرارتی خطی در معرض چه میزان دما قرار خواهد گرفت؟
- حداکثر دمای محیطی که دتکتور در آن نصب می‌شود چقدر است؟
برای اطلاعات بیشتر در مورد بازه‌ی دمایی دتکتورهای حرارتی خطی و محدودیت‌های مربوط به حداکثر میزان دما لازم است به کاتالوگ شرکت سازنده رجوع کنید. بازه‌ی دمایی باید بر اساس کمترین زمان پاسخگویی دتکتور به شرایط حریق و همینطور توانایی دتکتور در تحمل میزان بیشینه‌ی دما بدون ایجاد آلارم کاذب، تعیین شود. برای مثال نمی‌توان از دتکتورهای حرارتی خطی با بازه‌ی دمایی عادی در اتاق‌های زیرشیروانی استفاده کرد.
در کانکس‌ها و اتاق‌هایی که سقفشان فاقد عایق‌بندی مناسب و در معرض نور مستقیم خورشید است دمای نزدیک سقف می‌تواند به بیش از 38 درجه برسد. بعلاوه هوای گرم و تهویه‌ی ضعیف در چنین مکان‌هایی می‌تواند باعث حساس‌شدن بیش از حد دتکتورهای خطی شود. در برخی محیط‌ها نیز مانند اتاق گرمایش و بخار، اتاق‌هایی با سقف شیشه‌ای، محل عبور لوله‌های بخار و کانال‌های هوای گرم و غیره دمای عادی محیط زیاد است. در این موارد می‌توان از دتکتورهای خطی با دمای عملکرد معمولی و با رعایت محدودیت فاصله‌گذاری استفاده کرد. بعلاوه می‌توان از دتکتورهای حرارتی خطی با دمای عملکرد بیشتر استفاده کرد تا میزان آلارم‌های کاذب نیز کم شود.
برای استفاده از این دتکتورها در محیط‌های بیرونی باید به حرارت خورشید نیز توجه کرد. اگر دتکتور در معرض حرارت خورشید قرار گیرد دما ممکن است از حد بیشینه بیشتر شده و باعث ایجاد آلارم شود.
فاصله‌گذاری و جانمایی دتکتورهای حرارتی خطی
اگر دتکتورهای حرارتی خطی زیر سقف نصب شوند، فاصله‌گذاری و جانمایی آنها مشابه با دتکتورهای حرارتی نقطه‌ای خواهد بود. اما به طور کلی دتکتورهای خطی برای نصب در نزدیکی محل خطر و در مجاورت آن طراحی شده‌اند تا بتوانند در سریع‌ترین زمان ممکن به خطر واکنش نشان دهند.
جانمایی
دتکتورهای حرارتی خطی را می‌توان زیر سقف محوطه‌ی تحت حفاظت و یا روی دیوارها به فاصله‌ی 30 سانتی‌متری از سقف نصب کرد. در برخی کاربردهای خاص این دتکتوها دقیقا روی منطقه‌ی خطر نصب می‌شوند به طوری که در معرض حرارت و گازهای داغ ناشی از حریق قرار می‌گیرند. اگر سقف مسطح باشد فاصله‌ی بین دو دتکتور از فاصله‌ی تاییدشده نباید بیشتر باشد.
در برخی کاربردهای حرارت با نرخ کم شروع شده و آهسته افزایش پیدا می‌کند. در این موارد تشخیص زودهنگام حریق برای جلوگیری از گسترش آتش و خسارات ناشی از آن بسیار مهم است. برای مثال حفاظت از موتورهای الکتریمی و غلت‌های نوار نقاله‌ای بسیار مهم است و با توجه به مزیت دتکتورهای خطی، می‌توان آنها را در تماس مستقیم با سطوح بحرانی و نصب کرد تا پاسخ سریع‌تری داشته باشند.
فاصله‌گذاری
فاصله‌گذاری دتکتورهای حرارتی خطی بنابر استاندارد NFPA بر مبنای حداکثر فضای تحت پوشش مجاز این دتکتورها و در زمان آزمون توسط آزمایشگاه‌های استاندارد تعیین می‌شود. در آمریکا این دتکتورها توسط آزمایشگاه‌های UL یا FM مورد بررسی قرار می‌گیرند. باید توجه داشته باشید که فاصله‌ی تاییدشده نشانگر حذاکثر فاصله‌ی مجاز بین دو دتکتور حرارتی خطی است و با توجه به شرایطی مانند ارتفاع سقف، ساختار سقف، جریان هوا و یا موارد قانونی ممکن است این فاصله کمتر شود. بعلاوه برای جانمایی و فاصله‌گذاری نهایی باید به قضاوت مهندسی در این مورد توجه کرد.
