تشریح عملی استفاده از دتکتورهای گازی در صنعت

ویژگی‌های دتکتور حرارتی خطی فیبر نوری
● اندازه‌گیری خطی دما برای تشخیص سریع حریق و تعیین دقیق محل منبع آتش
● دو کانال اندازه‌گیری نوری مستقل
● حداکثر طول کابل دتکتور بدون نیاز به نگهداری = ۲۰ کیلومتر (۲ × ۱۰ کیلومتر)

پردازش سیگنال با فناوری OFDR (بازتاب‌سنجی ناحیه فرکانس نوری)
● ۱۰۰۰ ناحیه قابل برنامه‌ریزی
● معیارهای هشدار قابل انتخاب
● دقت مکانی بالا تا ۰٫۲۵ متر
● ارائه اطلاعات در مورد جهت گسترش آتش
● امکان استفاده از سیستم دتکتور افزونه
● مناسب برای سرعت باد تا ۱۰ متر بر ثانیه
● کلاس لیزر 1M طبق استاندارد DIN EN 60825-1:2014

اصل اندازه‌گیری
سیستم FibroLaser بر اساس عبور یک پرتو لیزر از طریق کابل فیبر نوری عمل می‌کند. کابل فیبر نوری در هر نقطه، بخشی کوچک از تابش لیزر را به سمت منبع بازمی‌تاباند. بازتاب اندازه‌گیری‌شده توسط کنترلر ثبت می‌شود.
دو کابل دتکتور مستقل می‌توانند به یک دتکتور حرارتی خطی دو کاناله متصل شوند. تابش نوری LED لیزری با طول‌موج نزدیک به مادون‌قرمز که منتشر می‌شود، توسط کابل فیبر نوری به شکل‌های مختلفی پراکنده می‌شود:

پراکندگی ریلی (Rayleigh)
● پراکندگی استوکس (Stokes)
● پراکندگی آنتی‌استوکس (Anti-Stokes)

نور پراکنده‌شده ریلی دارای همان طول‌موج پرتوی لیزر است، پراکندگی استوکس دارای طول‌موج کمی بالاتر، و آنتی‌استوکس دارای طول‌موجی کمی پایین‌تر است. دو نوع پراکندگی استوکس معمولاً به‌عنوان پراکندگی رامان نیز شناخته می‌شوند. درحالی‌که پراکندگی استوکس وابستگی زیادی به دما ندارد، پراکندگی آنتی‌استوکس تحت تأثیر انرژی حرارتی دمای محلی کابل فیبر نوری قرار دارد؛ شدت آن با افزایش دما افزایش می‌یابد. دمای کابل فیبر نوری با استفاده از نسبت شدت بین پراکندگی استوکس و آنتی‌استوکس محاسبه می‌شود.

کنترلر
● فرستنده
– شامل لیزر و مدار کنترل آن است.

• گیرنده
  – شامل کل سیستم نوری است.
  – کوپل کردن نور لیزر تولیدشده در فرستنده به کابل دتکتور
  – تبدیل نور بازتاب‌شده از فیبر نوری به سیگنال الکتریکی و پردازش آن
• واحد دیجیتال
  – این ماژول کنترل کامل دستگاه و فرایند اندازه‌گیری را بر عهده دارد.
  – محاسبه پروفایل دما در طول کابل دتکتور بر اساس داده‌های اندازه‌گیری دریافت‌شده
  – مدیریت ۴ ورودی داخلی (قابل افزایش تا ۴۰ ورودی) برای ریست کردن، ارسال آلارم‌های خارجی یا پایش عملکرد
  – کنترل ۱۲ خروجی (قابل افزایش تا ۱۰۶ خروجی) برای انتقال آلارم‌ها و خطاها به تابلوی کنترل اعلام حریق
  – رابط USB یا اترنت برای راه‌اندازی اولیه استفاده می‌شود. در صورت نیاز، رایانه‌ای می‌تواند به این رابط متصل شود تا نواحی و/یا پروفایل دما را نمایش دهد (نرم‌افزار تصویری FibroManager).
  – پشتیبانی از پروتکل‌های کنترلر نسل قبلی (OTS-100, OTS-X)
• منبع تغذیه
  – تأمین ولتاژ موردنیاز تمام اجزای کنترلر
  – قابل انتخاب به‌صورت ۲۴ ولت DC (پیش‌فرض) یا ۱۱۵/۲۳۰ ولت AC (اختیاری)

کاربرد
دتکتورهای حرارتی خطی عمدتاً در کاربردهایی مانند تونل‌های جاده‌ای و تونل‌های ریلی مورد استفاده قرار می‌گیرند. سیستم FibroLaser همچنین برای پایش موارد زیر مناسب است:
● نوار نقاله‌ها
● سیستم‌های حمل‌ونقل معادن زیرزمینی
● پارکینگ‌های طبقاتی
● تأسیسات تولید صنعتی
● سالن‌های تئاتر و اپرا
● سینی کابل و کانال‌های کابل
● پله‌برقی‌ها در متروها و مراکز خرید
● مناطق مستعد انفجار در پالایشگاه‌ها (نسخه ضدانفجار)
● نیروگاه‌ها برای پایش مناطق آلوده به مواد رادیواکتیو (انبار موقت، حوضچه پمپ)

1) حسگرهای شعله. حسگرهای شعله فرابنفش معمولاً از یک لوله گایگر-مولر فوتودیود خلاء برای تشخیص شعله استفاده می‌کنند.

این حسگرها همچنین تابش فرابنفش تولید شده توسط شعله را تشخیص می‌دهند. فوتودیود اجازه می‌دهد تا یک جریان ناگهانی برای هر فوتون فرابنفشی که به ناحیه فعال لوله برخورد می‌کند، جاری شود. هنگامی که تعداد جریان‌های ناگهانی در واحد زمان به سطح از پیش تعیین‌شده‌ای برسد، حسگر هشدار را فعال می‌کند. یک حسگر شعله مادون‌قرمز با طول‌موج واحد از یکی از چندین نوع فوتوسل برای تشخیص تابش مادون‌قرمز در یک باند طول‌موج واحد که توسط شعله تولید می‌شود، استفاده می‌کند. این حسگرها معمولاً شامل تمهیداتی برای کاهش هشدارهای ناشی از منابع رایج مادون‌قرمز مانند نور لامپ‌های رشته‌ای یا نور خورشید هستند. یک حسگر شعله فرابنفش/مادون‌قرمز (UV/IR) تابش فرابنفش را با استفاده از یک لوله فوتودیود خلاء و یک طول‌موج انتخابی از تابش مادون‌قرمز را با استفاده از یک فوتوسل تشخیص می‌دهد.

یک سیگنال هشدار می‌تواند فعال شود. یک حسگر شعله مادون‌قرمز با چند طول‌موج (IR/IR) تابش را در دو یا چند باند باریک از طول‌موج‌ها در طیف مادون‌قرمز تشخیص می‌دهد. این حسگرها به صورت الکترونیکی تابش‌ها را بین باندها مقایسه کرده و در صورتی که رابطه بین دو باند نشان‌دهنده آتش باشد، یک سیگنال فعال می‌کنند.

(2) حسگرهای جرقه/ذغال. یک حسگر جرقه/ذغال معمولاً از یک فوتودیود حالت جامد یا فوتوترانزیستور برای تشخیص انرژی تابشی ساطع شده از ذغال‌ها استفاده می‌کند که معمولاً بین ۰.۵میکرون تا ۲.۰ میکرون در محیط‌های معمولاً تاریک است. این حسگرها می‌توانند بسیار حساس (در حد میکرووات) ساخته شوند و زمان پاسخ‌دهی آنها می‌تواند بسیار کوتاه (در حد میکروثانیه) باشد.

A.17.8.2.1 انرژی تابشی ساطع شده از یک شعله یا جرقه/ذغال شامل تابش‌هایی در باندهای مختلف طیف فرابنفش، مرئی و مادون‌قرمز است. مقدار نسبی تابش ساطع شده در هر بخش از طیف توسط شیمی سوخت، دما و سرعت احتراق تعیین می‌شود. حسگر باید با ویژگی‌های آتش تطبیق داده شود.

تقریباً تمام موادی که در احتراق شعله‌ور شرکت می‌کنند، تا حدی در طول احتراق شعله‌ور تابش فرابنفش ساطع می‌کنند، در حالی که فقط سوخت‌های حاوی کربن تابش قابل توجهی در باند ۴.۳۵میکرون (دی‌اکسید کربن) که توسط بسیاری از انواع حسگرها برای تشخیص شعله استفاده می‌شود، ساطع می‌کنند.به شکلA.17.8.2.1 مراجعه کنید.

انرژی تابشی ساطع شده از یک ذغال عمدتاً توسط دمای سوخت (تابش بر اساس قانون پلانک) و گسیل‌پذیری سوخت تعیین می‌شود. انرژی تابشی ساطع شده از یک ذغال عمدتاً در محدوده مادون‌قرمز و به میزان کم‌تری در محدوده مرئی است. به طور کلی، ذغال‌ها تا زمانی که به دمای ۳۲۴۰ درجه فارنهایت (۱۷۲۷ درجه سانتی‌گراد یا ۲۰۰۰ کلوین) برسند، انرژی فرابنفش را به مقدار قابل توجهی (۰.۱ درصد از کل تابش) ساطع نمی‌کنند. در بیشتر موارد، تابش‌ها در محدوده ۰.۸ میکرون تا ۲.۰ میکرون قرار می‌گیرند که مربوط به دماهای تقریبی ۷۵۰ درجه فارنهایت تا ۱۸۳۰ درجه فارنهایت (۳۹۸ درجه سانتی‌گراد تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد) است.

بیشتر حسگرهای انرژی تابشی دارای نوعی مدار تأیید درون خود هستند که از زمان برای کمک به تشخیص بین سیگنال‌های گذرا و نادرست و هشدارهای واقعی آتش استفاده می‌کنند. این مدارها در مواردی که سناریوی آتش مورد انتظار و توانایی حسگر برای پاسخ به آن آتش مورد انتظار در نظر گرفته می‌شود، بسیار مهم می‌شوند. به عنوان مثال، یک حسگر که از یک مدار انتگرال‌گیر یا زمان‌بندی برای پاسخ به نور سوسو‌زننده یک آتش استفاده می‌کند، ممکن است به خوبی به یک انفجار ناشی از اشتعال بخارات و گازهای قابل اشتعال تجمع‌یافته یا در مواردی که آتش یک جرقه است که با سرعت تا ۳۲۸ فوت بر ثانیه (۱۰۰ متر بر ثانیه) از مقابل حسگر عبور می‌کند، پاسخ ندهد. در این شرایط، یک حسگر با قابلیت پاسخ‌دهی سریع بسیار مناسب است. از طرف دیگر، در کاربردهایی که توسعه آتش کندتر است، یک حسگر که از زمان برای تأیید سیگنال‌های تکراری استفاده می‌کند، مناسب است. در نتیجه، نرخ رشد آتش باید در انتخاب حسگر در نظر گرفته شود. عملکرد حسگر باید به گونه‌ای انتخاب شود که به آتش مورد انتظار پاسخ دهد.

تابش‌های انرژی تنها معیار مورد توجه نیستند. محیط بین آتش مورد انتظار و حسگر نیز بسیار مهم است. طول‌موج‌های مختلف انرژی تابشی با درجات مختلفی از کارایی توسط موادی که در هوا معلق هستند یا روی سطوح نوری حسگر تجمع می‌کنند، جذب می‌شوند. به طور کلی، آئروسل‌ها و رسوبات سطحی حساسیت حسگر را کاهش می‌دهند. تشخیص فناوری مورد استفاده باید آئروسل‌ها و رسوبات سطحی که به طور معمول اتفاق می‌افتند را در نظر بگیرد تا کاهش پاسخ سیستم بین فواصل تعمیر و نگهداری به حداقل برسد. لازم به ذکر است که دود ناشی از احتراق تقطیرات نفتی با فراکسیون‌های متوسط و سنگین، به شدت در انتهای طیف فرابنفش جذب‌کننده است. اگر از این نوع تشخیص استفاده می‌شود، سیستم باید به گونه‌ای طراحی شود که اثر تداخلی دود بر پاسخ سیستم تشخیص را به حداقل برساند.

محیط و شرایط محیطی پیش‌بینی‌شده در منطقه تحت حفاظت، بر انتخاب حسگر تأثیر می‌گذارد. همه حسگرها محدودیت‌هایی در محدوده دمای محیطی دارند که در آن محدوده، مطابق با حساسیت‌های آزمایش‌شده یا تأیید‌شده خود پاسخ می‌دهند. طراح باید اطمینان حاصل کند که حسگر با محدوده دمای محیطی پیش‌بینی‌شده در منطقه‌ای که نصب می‌شود، سازگار است. علاوه بر این، باران، برف و یخ هر دو تابش فرابنفش و مادون‌قرمز را به درجات مختلف تضعیف می‌کنند. در مواردی که این شرایط پیش‌بینی می‌شود، باید تمهیداتی برای محافظت از حسگر در برابر تجمع این مواد روی سطوح نوری آن در نظر گرفته شود.

A.17.8.2.2 تابش‌های انرژی طبیعی که از آتش ناشی نمی‌شوند، ممکن است در منطقه خطر وجود داشته باشند. هنگام انتخاب حسگر برای یک منطقه، سایر منابع احتمالی تابش انرژی باید ارزیابی شوند. برای اطلاعات بیشتر به A.17.8.2.1 مراجعه کنید.

A.17.8.3.1.1 همه حسگرهای نوری بر اساس معادله نظری زیر پاسخ می‌دهند:

که در آن:

حساسیت (S) معمولاً بر حسب نانووات اندازه‌گیری می‌شود. این معادله منحنی‌هایی مشابه منحنی نشان‌داده‌شده در شکلA.17.8.3.1.1 را تولید می‌کند.
این منحنی حداکثر فاصله‌ای را تعریف می‌کند که در آن حسگر به طور مداوم آتش با اندازه و سوخت مشخصی را تشخیص می‌دهد. حسگرها باید فقط در ناحیه سایه‌دار بالای منحنی استفاده شوند.
در بهترین شرایط و بدون جذب جوی، توان تابشی که به حسگر می‌رسد، اگر فاصله بین حسگر و آتش دو برابر شود، به میزان یک چهارم کاهش می‌یابد. برای محاسبه تضعیف جوی، عبارت نمایی زتا (ζ) به معادله اضافه می‌شود. زتا معیاری از شفافیت هوا در طول‌موج مورد نظر است. زتا تحت تأثیر رطوبت، گرد و غبار و هرگونه آلاینده دیگر در هوا قرار می‌گیرد که در طول‌موج مورد نظر جذب‌کننده هستند. زتا معمولاً مقادیری بین ۰.۰۰۱- و ۰.۱- برای هوای محیطی معمولی دارد.

تعیین اندازه لوله‌ها و سوراخ‌ها برای سیستم اطفاء حریق با گاز دی اکسیدکربن
NFPA12-ANNEX-C

ین ضمیمه جزو الزامات این سند NFPA نیست، بلکه تنها برای مقاصد اطلاعاتی گنجانده شده است.

C.1 محاسبه اندازه لوله‌ها برای سیستم‌های دی‌اکسید کربن
محاسبه اندازه لوله‌ها برای سیستم‌های دی‌اکسید کربن پیچیده است زیرا افت فشار به‌طور غیرخطی با طول لوله ارتباط دارد. دی‌اکسید کربن به‌صورت مایع در فشار اشباع از مخزن ذخیره خارج می‌شود. با کاهش فشار به‌دلیل اصطکاک در لوله، مایع به بخار تبدیل می‌شود و مخلوطی از مایع و بخار تولید می‌کند. بنابراین، حجم مخلوط جاری افزایش می‌یابد و سرعت جریان نیز باید افزایش یابد. به این ترتیب، افت فشار در واحد طول لوله در انتهای لوله بیشتر از ابتدای آن خواهد بود.

اطلاعات مربوط به افت فشار برای طراحی سیستم‌های لوله‌کشی می‌تواند بهترین‌طور از منحنی‌های فشار در برابر طول معادل برای نرخ‌های جریان و اندازه‌های مختلف لوله به‌دست آید. این منحنی‌ها می‌توانند با استفاده از معادله نظری که در بخش 4.7.5.1 آمده است ترسیم شوند. عوامل Y و Z در معادله آن پاراگراف وابسته به فشار ذخیره‌سازی و فشار خط هستند. در معادلات زیر، Z یک نسبت بدون بعد است و عامل Y واحدهای فشار ضربدر چگالی دارد و بنابراین سیستم واحدها را تغییر می‌دهد. عوامل Y و Z می‌توانند به‌صورت زیر ارزیابی شوند:

جایی که:

P = فشار در انتهای خط لوله [psi (kPa)]
PI = فشار ذخیره‌سازی [psi (kPa)]
p = چگالی در فشار P [lb/ft³ (kg/m³)]
P1 = چگالی در فشار P1 [lb/ft³ (kg/m³)]
Ln = لگاریتم طبیعی

فشار ذخیره‌سازی یک عامل مهم در جریان دی‌اکسیدکربن است. در ذخیره‌سازی با فشار پایین، فشار شروع در مخزن ذخیره‌سازی به سطح پایین‌تری کاهش می‌یابد، بسته به اینکه آیا تمام یا بخشی از تامین پخش می‌شود. به همین دلیل، فشار متوسط در طول تخلیه حدود 285 psi (1965 kPa) خواهد بود. معادله جریان بر اساس فشار مطلق است؛ بنابراین، 300 psi (2068 kPa) برای محاسبات مربوط به سیستم‌های فشار پایین استفاده می‌شود.
در سیستم‌های فشار بالا، فشار ذخیره‌سازی به دمای محیط بستگی دارد. دمای محیط معمولی 70°F (21°C) فرض می‌شود. برای این شرایط، فشار متوسط در سیلندر در هنگام تخلیه بخش مایع حدود 750 psi (5171 kPa) خواهد بود. بنابراین، این فشار برای محاسبات مربوط به سیستم‌های فشار بالا انتخاب شده است.
با استفاده از فشارهای پایه 300 psi (2068 kPa) و 750 psi (5171 kPa)، مقادیر عوامل Y و Z در معادله جریان تعیین شده‌اند. این مقادیر در جدول C.1 (a) و جدول C.1 (b) ذکر شده‌اند.
برای کاربرد عملی، مطلوب است که منحنی‌هایی برای هر اندازه لوله‌ای که می‌تواند استفاده شود رسم شود. با این حال، معادله جریان می‌تواند به صورت زیر بازترتیب شود:

جایی که:

از شکل C.1 (a)، فشار شروع 228 psi (1572 kPa) (فشار پایانی خط اصلی) با خط نرخ جریان [193 lb/min (87.6 kg/min)] در طول معادل حدود 300 فوت (91.4 متر) تقاطع می‌کند. به عبارت دیگر، اگر خط انشعاب از مخزن ذخیره‌سازی شروع شود، دی‌اکسید کربن مایع باید از 300 فوت (91.4 متر) لوله‌کشی عبور کند تا فشار به 228 psi (1572 kPa) کاهش یابد. بنابراین، این طول به عنوان نقطه شروع برای طول معادل خط انشعاب در نظر گرفته می‌شود. فشار پایانی خط انشعاب سپس به 165 psi (1138 kPa) می‌رسد، جایی که خط نرخ جریان 193lb/min (87.6 kg/min) با خط طول معادل کلی 410 فوت (125 متر) تقاطع می‌کند، یا 300 فوت + 110 فوت (91 متر + 34 متر). با این فشار پایانی جدید [165 psi (1138 kPa)] و نرخ جریان[500 lb/min (227 kg/min)]، مساحت معادل مورد نیاز برای اسپرینکلر در انتهای هر خط انشعاب تقریباً 0.567 اینچ مربع (366 میلی‌متر مربع) خواهد بود.
این تقریباً همان مثال اسپرینکلر بزرگ تک است، به جز اینکه نرخ تخلیه به دلیل کاهش فشار نصف شده است.
طراحی سیستم توزیع لوله‌کشی بر اساس نرخ جریان مورد نظر در هر اسپرینکلر است. این به نوبه خود نرخ جریان مورد نیاز در خطوط انشعاب و لوله‌کشی اصلی را تعیین می‌کند. از تجربه عملی، می‌توان اندازه‌های تقریبی لوله‌های مورد نیاز را تخمین زد. فشار در هر اسپرینکلر می‌تواند از منحنی‌های جریان مناسب تعیین شود. اندازه‌های دهانه اسپرینکلر سپس بر اساس فشار اسپرینکلر از داده‌های ارائه شده در بخش 4.7.5.2 انتخاب می‌شود.
در سیستم‌های فشار بالا، هدر اصلی از چندین سیلندر جداگانه تأمین می‌شود. بنابراین جریان کل تقسیم بر تعداد سیلندرها می‌شود تا نرخ جریان از هر سیلندر بدست آید. ظرفیت جریان شیر سیلندر و اتصالات به هدر با هر سازنده متفاوت است، بسته به طراحی و اندازه. برای هر شیر خاص، لوله انشعاب و مجموعه اتصالات، طول معادل می‌تواند به صورت فوت از اندازه لوله استاندارد تعیین شود. با این اطلاعات، معادله جریان می‌تواند برای تهیه یک منحنی جریان در مقابل افت فشار استفاده شود. این منحنی یک روش مناسب برای تعیین فشار هدر برای ترکیب شیر و اتصالات خاص فراهم می‌کند.
جدول C.1(d) و جدول C.1(e) طول‌های معادل اتصالات لوله را برای تعیین طول معادل سیستم‌های لوله‌کشی فهرست می‌کنند. جدول C.1(d) برای اتصالات رزوه‌ای است و جدول C.1(e) برای اتصالات جوشی است. هر دو جدول برای اندازه‌های لولهSchedule 40 محاسبه شده‌اند؛ با این حال، برای تمام مقاصد عملی، همان ارقام می‌توانند برای اندازه‌های لوله Schedule 80 نیز استفاده شوند. این جداول باید برای تعیین طول معادل لوله برای اتصالات استفاده شوند مگر اینکه داده‌های آزمایش سازنده نشان دهند که عوامل دیگری مناسب هستند. برای اتصالات مکانیکی شیار دار که برای استفاده در سیستم‌های دی‌اکسید کربن فهرست شده‌اند، داده‌های طول معادل باید از سازنده دریافت شود.
برای تغییرات جزئی در ارتفاع لوله‌کشی، تغییر در فشار سر قابل توجه نیست. با این حال، اگر تغییر قابل توجهی در ارتفاع وجود داشته باشد، این عامل باید در نظر گرفته شود. اصلاح فشار سر برای هر فوت از ارتفاع بستگی به فشار متوسط خط دارد، زیرا چگالی با فشار تغییر می‌کند. عوامل اصلاحی در جدول C.1(f) و جدول C.1(g) برای سیستم‌های فشار پایین و فشار بالا به ترتیب داده شده‌اند. اصلاحی که هنگام جریان به سمت بالا اعمال می‌شود، از فشار پایانی کم می‌شود و زمانی که جریان به سمت پایین است، به فشار پایانی افزوده می‌شود.

انواع بیم دتکتور از نظر نوع اتصال

1. ساده (Conventional Beam Detector):
   • فقط دو خروجی رله دارد (Alarm / Fault)
   • آدرس‌پذیر نیست و نیاز به واسط دارد
2. آدرس‌پذیر (Addressable Beam Detector):
   • مستقیماً قابل اتصال به لوپ آدرس‌پذیر است
   • آدرس مختص به خود دارد

 اتصال بیم دتکتور متعارف به سیستم آدرس‌پذیر توسط ماژول ورودی

با استفاده از یک ماژول آدرس پذیر که با پنل مرکزی آدرس پذیر دارای پروتکل ارتباطی یکسان می باشد ( هر دو یک برند باشند ) میتوان یک بیم دتکتور متعارف را به پنل آدرس پذیر متصل نمود.

ماژول های ورودی یا ماژول مانیتور ها دو دسته هستند. دسته اول ماژول های ورودی آدرس پذیر 4 سیمه هستند که تامین برق آنها توسط تابلوی اعلام حریق آدرس پذیر تامین می شود. ماژول های ورودی آدرس پذیر 4 سیمه، همانطور که از اسم آن پیداست از 4 سیم استفاده میکنند که دو سیم آن برق 24 ولت و دو سیم دیگر جهت اتصال به لوپ یا حلقه یا مدار سیستم اعلام حریق آدرس پذیر است.

نوع دوم ماژول های ورودی آدرس پذیر 2 سیمه هستند و برق آنها توسط برق لوپ، پنل اعلام حریق آدرس پذیر تامین میشود. این ماژول ها بخاطر صرفه جویی در هزینه کابل کشی بسیار به صرفه تر هستند و همچنین نصب آنها راحت تر است.

حالت 1: تشخیص ورودی معمولاً باز:

مقاومت انتهای خط 47 کیلو اهم باید در انتهای خط ورودی و تا حد امکان نزدیک به دستگاه تحت نظارت قرار گیرد، همان‌طور که در شکل 3 نشان داده شده است. تنها در صورتی که اتصال به‌درستی انجام شده باشد، ماژول می‌تواند سه حالت را در ترمینال‌های ورودی تشخیص دهد: عادی، مدار باز و هشدار (اتصال کوتاه)

حالت 2: تشخیص ورودی معمولاً بسته:

مقاومت انتهای خط 47 کیلو اهم باید در انتهای خط ورودی و تا حد امکان نزدیک به دستگاه تحت نظارت قرار گیرد، همان‌طور که در شکل 4 نشان داده شده است. تنها در صورتی که اتصال به‌درستی انجام شده باشد..

نحوه اتصال بیم دتکتور متعارف به تابلوی اعلام حریق آدرس پذیر توسط ماژول ورودی 2 سیمه

در شکل بالا از یک ماژول ورودی آدرس پذیر 2 سیمه جهت اتصال بیم دتکتور متعارف به پنل کنترل اعلام حریق آدرس پذیر استفاده شده است. تنها تفاوت ماژول های ورودی 2 سیمه و 4 سیمه فقط در نحوه تغذیه ماژول می باشد. در سیستم 4 سیمه ، احتیاج به 2 سیم اضافه جهت اتصال به ترمینال 24 ولت کمکی تابلوی اعلام حریق آدرس پذیر می باشد ولی در سیستم 2 سیمه ،به علت مصرف الکتریکی کم، برق خود را از طریق برق لوپ یا حلقه تابلوی اعلام حریق آدرس پذیر تامین می کند.

نکات مهم:

• حتماً باید بین منبع تغذیه و بیم دتکتور، ایزولاسیون مناسب رعایت شود.
• بهتر است از ماژول‌هایی استفاده شود که قابلیت نظارت بر مدار باز یا اتصال کوتاه را دارند.

2. استفاده از بیم دتکتور آدرس‌پذیر اختصاصی

در این روش، از بیم دتکتورهای تولید شده توسط برند سازنده‌ی سیستم اعلام حریق استفاده می‌شود که مستقیماً قابل اتصال به لوپ هستند و بدون نیاز به ماژول واسط، قادر به اتصال به پنل آدرس‌پذیر هستند.

در این مورد کافی است تا بیم دتکتور در حال نصب را نیز همانند بقیه آیتم های اعلام حریق در حال نصب،( مانند دتکتور ها و شستی ها و آژیرها) آدرس دهی شود . آدرس دهی معمولا از توسط پروگرامر دستی یا بصورت اتوماتیک از طریق پنل انجام می پذیرد.

کافیست بیم دتکتور را آدرس دهی کرده و به عنوان آدرس یک ورودی، به پنل اعلام حریق معرفی کنیم. در سیستم های اعلام حریق آدرس پذیر قابلیت تنظیم ورودی ها و خروجی ها بصورت علت و معلول نیز وجود دارد و میتوان توسط پنل کنترل سیستم اعلام حریق آدرس پذیر طوری برنامه نویسی کرد که با شروع عمل بیم دتکتور، عملیات های مربوطه مثل بستن پرده های دودبند یا باز کردن درب های اضطراری یا حتی عملیات خودکار اطفاء آتش بصورت خودکار شروع به کار کند.

مزایا:

• کاهش خطاهای اتصال
• یکپارچگی بیشتر با پنل اعلام حریق
• نمایش دقیق وضعیت آلارم و خطا در مانیتور پنل

معایب:

• قیمت بالاتر
• وابستگی به برند خاص
• محدودیت در تأمین یا تعمیر در پروژه‌های بلندمدت

۷.۱ enclosure

۷.۱.۱ در طراحی سیستم اطفاء حریق به روش سیلاب کامل، ویژگی‌هایenclosure محافظت‌شده باید مورد توجه قرار گیرد.
۷.۱.۲ مساحت منافذی که قابل بسته شدن نیستند در enclosure محافظت‌شده باید به حداقل برسد.
۷.۱.۳ مرجع ذی‌صلاح می‌تواند برای اطمینان از عملکرد سیستم مطابق با الزامات این استاندارد، از سیستم‌های فشرده‌سازی/افزایش فشار یا آزمایش‌های دیگر استفاده کند. (برای اطلاعات بیشتر به پیوست D مراجعه کنید.)
۷.۱.۴ برای جلوگیری از از دست رفتن عامل از طریق منافذ به خطرات یا مناطق کاری مجاور، منافذ باید به طور دائمی مهر و موم شده یا مجهز به بسته‌کننده‌های خودکار باشند.
۷.۱.۵ در صورتی که محدود کردن عامل عملی نباشد، یکی از موارد زیر باید اعمال شود:
(۱) حفاظت باید گسترش یابد تا شامل خطرات یا مناطق کاری متصل مجاور شود.
(۲) عامل اضافی باید از طریق پیکربندی تخلیه گسترش‌یافته به enclosure محافظت‌شده وارد شود.
۷.۱.۶ در صورتی که یک سیستم اطفاء حریق به روش سیلاب کامل با عامل پاک برای حفاظت از یک اتاق با کف بلند یا فرورفته در نظر گرفته شده باشد، اتاق و کف بلند یا فرورفته باید به طور همزمان محافظت شوند.
۷.۱.۶.۱ اگر فقط فضای زیر کف بلند قرار است توسط سیستم سیلاب کامل محافظت شود، باید از گاز بی‌اثر برای محافظت از آن فضا استفاده شود.
۷.۱.۶.۲ هر حجم، اتاق و کف بلند یا فرورفته که باید محافظت شود باید دارای دتکتورها، شبکه لوله‌کشی و نازل‌ها باشد.
۷.۱.۷ به جز سیستم‌های تهویه شناسایی شده در بند ۷.۱.۷.۲، سیستم‌های تهویه هوای فشرده، شامل سیستم‌های تهویه بازگشتی مستقل، باید به طور خودکار خاموش یا بسته شوند در صورتی که ادامه کار آن‌ها عملکرد سیستم اطفاء حریق را تحت تأثیر منفی قرار دهد یا منجر به گسترش آتش شود.
۷.۱.۷.۱ در صورتی که سیستم تهویه هوای فشرده یا بازگشتی مستقل به طور خودکار خاموش یا بسته نشود، حجم کانال‌های سیستم تهویه بازگشتی خود-contained که در زیر ارتفاع سقف فضای محافظت‌شده نصب شده‌اند باید به عنوان بخشی از حجم کل خطر هنگام تعیین مقدار عامل در نظر گرفته شود.
۷.۱.۷.۲ سیستم‌های تهویه‌ای که برای تأمین ایمنی ضروری هستند نیازی به خاموش شدن هنگام فعال‌سازی سیستم اطفاء حریق ندارند.
۷.۱.۷.۳ در صورتی که سیستم تهویه مجاز به ادامه کار طبق بند ۷.۱.۷.۲باشد، باید تخلیه گسترش‌یافته عامل فراهم شود تا غلظت طراحی برای مدت زمان مورد نیاز حفاظت حفظ شود.
۷.۱.۸ enclosure محافظت‌شده باید دارای استحکام ساختاری و یکپارچگی لازم برای نگهداری تخلیه عامل باشد.
۷.۱.۸.۱ اگر فشارهای ایجادشده تهدیدی برای استحکام ساختاریenclosure ایجاد کند، باید تهویه فراهم شود تا از فشارهای زیاد جلوگیری شود.
۷.۱.۸.۲ طراحان باید به دستورالعمل‌های سازنده سیستم در خصوص تهویهenclosure مشورت کنند. (برای منطقه تهویه relief فشار یا مساحت معادل نشت، به بند ۶.۱.۲.۵(۲۸) مراجعه کنید.)

۷.۲ الزامات غلظت طراحی

۷.۲.۱ عمومی
۷.۲.۱.۱ غلظت حداقل اطفاء حریق یا غلظت بی‌اثر باید برای تعیین غلظت طراحی حداقل برای سوخت خاص استفاده شود.
۷.۲.۱.۲ برای ترکیب‌های سوختی، باید از غلظت حداقل اطفاء حریق یا غلظت بی‌اثر برای سوختی که نیاز به بالاترین غلظت دارد استفاده شود مگر اینکه آزمایش‌هایی روی ترکیب واقعی انجام شده باشد.

۷.۲.۲ خاموش کردن شعله

۷.۲.۲.۱ خطرات کلاس A
۷.۲.۲.۱.۱ غلظت حداقل اطفاء حریق برای سوخت‌های کلاس A باید از طریق آزمایش به عنوان بخشی از برنامه فهرست‌بندی مطابق با بند ۷.۲.۲.۳تعیین شود.

۷.۲.۲.۱.۲ غلظت حداقل طراحی برای یک خطر سطحی کلاس A باید از طریق بزرگ‌ترین مورد از موارد زیر تعیین شود:
(۱) غلظت اطفاء حریق، همانطور که در بند ۷.۲.۲.۱.۱ تعیین شده است، ضرب در یک عامل ایمنی ۱.۲ برای سیستم‌هایی با شناسایی و فعال‌سازی خودکار (به بند ۹.۱.۲ مراجعه کنید) یا ۱.۳ برای سیستم‌هایی با فعال‌سازی دستی فقط (به بند ۹.۱.۱.۱ مراجعه کنید).
(۲) برابر با حداقل غلظت اطفاء حریق برای هپتان همانطور که از بند ۷.۲.۲.۲.۱ (۲) تعیین شده است.

۷.۲.۲.۱.۳ غلظت حداقل طراحی برای آتش‌های عمیق باید از طریق آزمایش خاص کاربردی تعیین شود.

۷.۲.۲.۲ خطرات کلاس B
۷.۲.۲.۲.۱ غلظت اطفاء حریق برای سوخت‌های کلاس B باید از طریق بزرگ‌ترین مورد از موارد زیر تعیین شود:
(۱) غلظت کلاس B همانطور که از طریق یک برنامه فهرست‌بندی مطابق با بند ۷.۲.۲.۳ تعیین شده است.
(۲) غلظت اطفاء حریق برای سوخت خاص، همانطور که از طریق روش فنجان برنر (به پیوست B مراجعه کنید) تعیین شده است.
هشدار: در شرایط خاص، ممکن است خاموش کردن یک جت گاز در حال سوخت خطرناک باشد. به عنوان اولین اقدام، تأمین گاز را قطع کنید.

۷.۲.۲.۲.۲ تجهیزات اندازه‌گیری که در استفاده از روش فنجان برنر به کار می‌روند باید کالیبره شده باشند.
۷.۲.۲.۲.۳ غلظت حداقل طراحی برای یک خطر سوخت کلاس B باید غلظت اطفاء حریق، همانطور که در بند ۷.۲.۲.۲.۱ تعیین شده است، ضرب در یک عامل ایمنی ۱.۳ باشد.

۷.۲.۲.۳ برنامه فهرست‌بندی
به حداقل، برنامه فهرست‌بندی باید مطابق با UL 2127، سیستم‌های اطفاء حریق با گاز بی‌اثر تمیز، یا UL 2166، سیستم‌های اطفاء حریق با گاز هالوکربن تمیز، یا معادل آن باشد.

۷.۲.۲.۴ خطرات کلاس C
۷.۲.۲.۴.۱ غلظت حداقل طراحی برای یک خطر کلاس C باید غلظت حداقل اطفاء حریق کلاس A باشد، همانطور که در بند ۷.۲.۲.۱.۱ تعیین شده است، ضرب در یک عامل ایمنی ۱.۳۵.
۷.۲.۲.۴.۲ غلظت حداقل طراحی برای فضاهایی که حاوی خطرات الکتریکی انرژی‌دار با ولتاژ بالاتر از ۴۸۰ ولت هستند و در حین و بعد از تخلیه برق دارند، باید از طریق تحلیل خطر و آزمایشات لازم تعیین شود.

۷.۲.۳ بی‌اثر کردن
۷.۲.۳.۱ غلظت بی‌اثر باید از طریق آزمایش تعیین شود.
۷.۲.۳.۲ غلظت بی‌اثر باید در تعیین غلظت طراحی عامل استفاده شود زمانی که شرایطی برای بازگشت مجدد یا انفجار وجود دارد.
۷.۲.۳.۳ غلظت حداقل طراحی برای بی‌اثر کردن جو یک enclosure که خطر آن یک مایع یا گاز قابل اشتعال است، باید غلظت بی‌اثر ضرب در یک عامل ایمنی ۱.۱ باشد.

۷.۳ مقدار سیستم سیلاب کامل
۷.۳.۱ مقدار عامل هالوکربنی که برای دستیابی به غلظت طراحی مورد نیاز است، باید از طریق معادله زیر محاسبه شود:

مقادیر پارامترها عبارتند از:

W = مقدار عامل پاک کننده [پوند (کیلوگرم)]

V = حجم خالص خطر، که به‌صورت حجم ناخالص منهای حجم ساختارهای ثابت غیر قابل نفوذ به بخار عامل پاک کننده محاسبه می‌شود [فوت‌مکعب (مترمکعب)]

C = غلظت طراحی عامل (درصد حجم)

s = حجم ویژه بخار عامل فوق‌گرم در فشار 1 اتمسفر و دمای حداقل پیش‌بینی شده [درجه فارنهایت (درجه سلسیوس)] از حجم حفاظت‌شده [فوت‌مکعب/پوند (مترمکعب/کیلوگرم)]

7.3.1.1 غلظت عامل هالوکربنی که در محفظه حفاظت‌شده توسعه خواهد یافت، باید در دمای حداقل و حداکثر طراحی با استفاده از معادله زیر محاسبه شود:

مقادیر پارامترها عبارتند از:

C = غلظت عامل [درصد حجم]

W = مقدار نصب‌شده عامل [پوند (کیلوگرم)]

s = حجم ویژه گاز عامل در دمای حداقل/حداکثر طراحی خطر [فوت‌مکعب/پوند (مترمکعب/کیلوگرم)]

V = حجم محفظه ساخته‌شده [فوت‌مکعب (مترمکعب)]

7.3.1.2 غلظت‌های عامل محاسبه‌شده بر اساس داده‌های ساخته‌شده و نصب‌شده و دماهای حداقل و حداکثر طراحی فضای حفاظت‌شده باید طبق الزامات 6.1.2.7 و 6.2.4 ثبت شوند.

7.3.2* مقدار عامل گاز بی‌اثر مورد نیاز برای دستیابی به غلظت طراحی باید با استفاده از معادله 7.3.2، 7.3.2.1a یا 7.3.2.1b محاسبه شود:

مقادیر پارامترها عبارتند از:

X = حجم گاز بی‌اثر اضافه‌شده در شرایط استاندارد 14.7 psi مطلق، 70°F (1.013 بار مطلق، 21 درجه سلسیوس) به ازای حجم فضای خطر [فوت‌مکعب/فوت‌مکعب (مترمکعب/مترمکعب)]

sJ = حجم ویژه گاز بی‌اثر در 70°F (21 درجه سلسیوس) و 14.7 psi مطلق (1.013 بار مطلق)

s = حجم ویژه گاز بی‌اثر در 14.7 psi مطلق و دمای حداقل طراحی [درجه فارنهایت (درجه سلسیوس)] از حجم حفاظت‌شده [فوت‌مکعب/پوند (مترمکعب/کیلوگرم)]

C = غلظت طراحی گاز بی‌اثر (درصد حجم)

7.3.2.1* معادله جایگزینی برای محاسبه غلظت‌های عامل گاز بی‌اثرمجاز است، به‌شرح زیر:

t = حداقل دمای پیش‌بینی شده در حجم محافظت‌شده (در فارنهایت)

جایی که:

t = حداقل دمای پیش‌بینی شده در حجم محافظت‌شده (در سلسیوس)

7.3.2.2 مقدار طراحی شده گاز بی‌اثر در واحدهای جرم باید به صورت زیر محاسبه شود:

جایی که:

W = مقدار گاز بی‌اثر [پوند (کیلوگرم)]
V = حجم خطر [پای³ (متر³)]
[7.3.2.2a]
[7.3.2.2b]
s = حجم ویژه گاز در دمای خطر [پای³ /پوند (متر³ /کیلوگرم)]
C = غلظت گاز بی‌اثر [% حجم]

7.3.2.3 غلظت گاز بی‌اثر تمیز که در محفظه محافظت‌شده تولید خواهد شد، باید در دمای طراحی حداقل و حداکثر محاسبه شود، با استفاده از یکی از معادلات زیر:

جایی که:

C = غلظت گاز [٪ حجم]
W = مقدار نصب‌شده گاز [پوند (کیلوگرم)]
s = حجم ویژه گاز در دمای طراحی حداقل/حداکثر خطر [پای³ /پوند (متر³ /کیلوگرم)]
V = حجم محفظه ساخته‌شده [پای³ (متر³)]

7.3.3* عوامل طراحی. در صورتی که شرایط خاصی بر کارایی اطفاء حریق تأثیر بگذارد، حداقل مقدار گاز باید از طریق استفاده از عوامل طراحی افزایش یابد.

7.3.3.1 * عامل طراحی تی. غیر از موارد شناسایی‌شده در 7.3.3.1.3، هنگامی که یک منبع گاز واحد برای محافظت از چندین خطر استفاده می‌شود، باید از عامل طراحی جدول 7.3.3.1 استفاده شود.

7.3.3.1.1 برای کاربرد جدول 7.3.3.1، تعداد عامل طراحی تی باید برای هر خطری که سیستم از آن محافظت می‌کند، با استفاده از راهنماهای زیر تعیین شود:
(1) از نقطه‌ای که سیستم لوله‌کشی وارد خطر می‌شود، تعداد تی‌های موجود در مسیر جریان که به منبع گاز برمی‌گردند باید در تعداد عامل طراحی تی برای آن خطر گنجانده شود (تی‌های استفاده‌شده در یک منیفولد را شامل نشوید).
(2) هر تی که در داخل خطر گاز را به خطر دیگری می‌رساند، باید در تعداد عامل طراحی تی برای آن خطر گنجانده شود.

7.3.3.1.2 خطر با بزرگ‌ترین تعداد عامل طراحی تی باید در جدول 7.3.3.1 برای تعیین عامل طراحی استفاده شود.

7.3.3.1.3 برای سیستم‌هایی که آزمون تخلیه را با موفقیت پشت سر می‌گذارند، این عامل طراحی اعمال نخواهد شد.

7.3.3.2* عوامل طراحی اضافی. طراح باید عوامل طراحی اضافی را برای هر یک از موارد زیر تعیین و مستند کند:
(1) دهانه‌های غیرقابل بستن و تأثیر آن‌ها بر توزیع و غلظت (برای جزئیات بیشتر به 7.6.3 مراجعه کنید).
(2) کنترل گازهای اسیدی
(3) بازآتش‌سوزی از سطوح گرم‌شده
(4) نوع سوخت، پیکربندی‌ها، سناریوهایی که به طور کامل در غلظت اطفاء حریق، هندسه محفظه و موانع در نظر گرفته نشده‌اند و تأثیر آن‌ها بر توزیع.

7.3.3.3* عامل طراحی برای فشار محفظه. مقدار طراحی گاز تمیز باید طبق جدول 7.3.3.3 تنظیم شود تا فشارهای محیطی که بیشتر از 11 درصد (معادل تقریباً 3000 فوت (915 متر) تغییر ارتفاع) از فشارهای استاندارد سطح دریا [29.92 اینچ جیوه در 70°F (760 میلیمتر جیوه در 0°C)] متفاوت است، جبران شود.

7.4* مدت زمان حفاظت.
7.4.1 برای سیستم‌های اطفاء حریق شعله‌ای، حداقل غلظت 85 درصد از حداقل غلظت طراحی باید در بالاترین ارتفاع محتوای محافظت‌شده در داخل خطر برای مدت زمان 10 دقیقه یا مدت زمانی کافی برای پاسخگویی پرسنل آموزش‌دیده حفظ شود.
7.4.2 برای سیستم‌های بی‌اثر کننده، حداقل غلظت نباید کمتر از غلظت بی‌اثر کننده تعیین‌شده مطابق با 7.2.3.1 باشد و باید در طول فضای محافظت‌شده برای مدت زمانی کافی برای پاسخگویی پرسنل آموزش‌دیده حفظ شود.

7.5 سیستم توزیع.
7.5.1 * زمان تخلیه اولیه.
7.5.1.1* برای گازهای هالوکربنی، زمان تخلیه نباید بیشتر از 10 ثانیه باشد یا طبق الزامات مقامات مسئول.
7.5.1.2 برای گازهای بی‌اثر، زمان تخلیه نباید بیشتر از 60 ثانیه برای خطرات سوخت کلاس B، 120 ثانیه برای خطرات آتش‌سوزی سطحی کلاسA یا خطرات کلاس C باشد یا طبق الزامات مقامات مسئول. (برای جزئیات بیشتر به A.7.5.1.1 مراجعه کنید.)
7.5.1.3* محاسبات جریان انجام شده طبق بخش 6.2 یا طبق دستورالعمل‌های سیستم‌های پیش‌مهندسی‌شده فهرست‌شده باید برای اثبات انطباق با 7.5.1.1 یا 7.5.1.2 استفاده شود.
7.5.1.4 برای سیستم‌های پیشگیری از انفجار، زمان تخلیه گازها باید به گونه‌ای باشد که غلظت حداقل طراحی بی‌اثر قبل از رسیدن غلظت بخارات قابل اشتعال به محدوده قابل اشتعال بدست آید.

7.5.2* تخلیه طولانی. در صورتی که تخلیه طولانی برای حفظ غلظت طراحی برای مدت زمان مشخص ضروری باشد، مقادیر اضافی گاز باید با نرخ کاهش یافته به کار گرفته شوند.
7.5.2.1 تخلیه اولیه باید در محدودیت‌های مشخص شده در 7.5.1.1 تکمیل شود.
7.5.2.2 عملکرد سیستم تخلیه طولانی باید با آزمایش تأیید شود.

7.6 انتخاب و مکان‌یابی نازل‌ها.
7.6.1 نازل‌ها باید از نوع فهرست‌شده برای هدف مورد نظر باشند.
7.6.2 نازل‌ها باید در داخل محفظه محافظت‌شده مطابق با محدودیت‌های فهرست‌شده از نظر فاصله، پوشش کف و هم‌راستایی قرار گیرند.
7.6.3 نوع نازل‌های انتخاب‌شده، تعداد آن‌ها و مکان‌یابی آن‌ها باید به گونه‌ای باشد که غلظت طراحی در تمام قسمت‌های محفظه خطر ایجاد شود و به گونه‌ای باشد که تخلیه موجب پاشیدن مایعات قابل اشتعال یا ایجاد ابرهای گرد و غبار نشود که بتوانند آتش را گسترش دهند، انفجار ایجاد کنند یا به طور دیگری بر محتویات یا یکپارچگی محفظه تأثیر منفی بگذارند.

مقدمه
تشخیص گاز و نشت‌یابی دو فعالیت مجزا هستند که به موضوعی یکسان می‌پردازند، اما روش‌های آن‌ها بسیار متفاوت است.
تشخیص گاز شامل آنالیز نمونه‌های هوا برای تعیین وجود گاز مبرد است.
نشت‌یابی، بازرسی نظام‌مند یک سیستم تبرید به‌منظور مشخص کردن وجود نشتی است.
اصطلاحات تشخیص گاز و نشت‌یابی قابل جایگزینی با یکدیگر نیستند و نباید با هم اشتباه گرفته شوند.

دتکتورهای نشت معمولاً تجهیزات دستی هستند که توسط افراد حمل می‌شوند و برای شناسایی نشتی‌ها در سیستم‌های تبرید مورد استفاده قرار می‌گیرند.
انواع مختلفی از دتکتورهای نشت در دسترس است، از روش‌های ساده‌ای مانند آب صابون گرفته تا ابزارهای الکتریکی پیشرفته.

دتکتورهای گاز معمولاً در نصب‌های ثابت به کار می‌روند و شامل تعدادی دتکتور هستند که در مکان‌هایی قرار می‌گیرند که در صورت نشت از تأسیسات، احتمال تجمع گاز مبرد وجود دارد.
این مکان‌ها به چیدمان اتاق ماشین‌آلات و فضاهای مجاور، پیکربندی سیستم و نوع مبرد بستگی دارند.

پیش از انتخاب دتکتور مناسب تشخیص گاز، باید به چند پرسش پاسخ داده شود:

• کدام گازها باید اندازه‌گیری شوند و در چه مقادیری؟
  – کدام اصل عملکرد دتکتور برای این کار مناسب‌تر است؟
  – چه تعداد دتکتور مورد نیاز است؟
  – دتکتورها در کجا و چگونه باید نصب و کالیبره شوند؟
• حدود هشدار مناسب کدام است؟
  – چند سطح هشدار لازم است؟
  – اطلاعات هشدار چگونه باید پردازش شود؟

این راهنمای کاربردی به این پرسش‌ها پاسخ خواهد داد.

فناوری دتکتور

انتخاب فناوری دتکتور برای تشخیص گاز مبرد به نوع گاز هدف و محدوده ppm مورد نیاز بستگی دارد.
دتکتورهای مختلفی وجود دارند که با گازهای رایج، محدوده‌های ppm مناسب و الزامات ایمنی برای سیستم‌های تبرید سازگارند.

EC – دتکتور الکتروشیمیایی
دتکتورهای الکتروشیمیایی عمدتاً برای گازهای سمی استفاده می‌شوند و برای آمونیاک مناسب هستند.
این دتکتورها شامل دو الکترود هستند که در یک محیط الکترولیت غوطه‌ور شده‌اند.
واکنش اکسایش/کاهش جریان الکتریکی تولید می‌کند که با غلظت گاز متناسب است.
این دتکتورها بسیار دقیق هستند (±۲٪) و عمدتاً برای گازهای سمی که به روش دیگری قابل شناسایی نیستند یا در مواردی که دقت بالا نیاز است، استفاده می‌شوند.
دتکتورهای EC مخصوص آمونیاک با محدوده تا ۰ تا ۵۰۰۰ ppm عرضه می‌شوند و طول عمر مورد انتظار آن‌ها حدود ۲ سال است که بستگی به میزان تماس با گاز هدف دارد.
تماس با نشت‌های بزرگ آمونیاک یا وجود دائمی آمونیاک در پس‌زمینه، طول عمر دتکتور را کاهش می‌دهد.
دتکتورهای EC تا زمانی که حساسیت آن‌ها بالای ۳۰٪ باشد، قابل کالیبراسیون مجدد هستند.
این دتکتورها بسیار انتخاب‌پذیر هستند و به ندرت دچار تداخل متقابل می‌شوند. ممکن است به تغییرات ناگهانی رطوبت واکنش نشان دهند اما به سرعت پایدار می‌شوند.

SC – دتکتور نیمه‌رسانا (حالت جامد)
عملکرد دتکتور نیمه‌رسانا بر پایه اندازه‌گیری تغییر مقاومت است (متناسب با غلظت)، زمانی که گاز روی سطح یک نیمه‌رسانا که معمولاً از اکسیدهای فلز ساخته شده، جذب می‌شود.
این دتکتورها برای طیف گسترده‌ای از گازها از جمله گازهای قابل اشتعال، سمی و گازهای مبرد قابل استفاده هستند.

ادعا می‌شود که این نوع دتکتورها در تشخیص گازهای قابل احتراق در غلظت‌های پایین تا ۱۰۰۰ ppm عملکرد بهتری نسبت به نوع کاتالیستی دارند. این دتکتورها کم‌هزینه، با طول عمر بالا، حساس هستند و می‌توان از آن‌ها برای تشخیص طیف گسترده‌ای از گازها از جمله تمامی مبردهای HCFC، HFC، آمونیاک و هیدروکربن‌ها استفاده کرد.

با این حال، این دتکتورها انتخاب‌پذیر نیستند و برای تشخیص یک گاز خاص در مخلوط یا در مواردی که احتمال وجود غلظت بالایی از گازهای تداخل‌زا وجود دارد، مناسب نیستند.

تداخل ناشی از منابع کوتاه‌مدت (مانند گاز اگزوز کامیون) که منجر به هشدارهای اشتباه می‌شود، را می‌توان با فعال کردن تأخیر در آلارم برطرف کرد.

دتکتورهای نیمه‌رسانا برای هالوکربن‌ها می‌توانند بیش از یک گاز یا یک مخلوط را به طور هم‌زمان تشخیص دهند. این ویژگی به‌ویژه در نظارت بر اتاق ماشین‌آلات با چندین مبرد مختلف مفید است.

P – دتکتور پلستور
پلستورها (که گاهی مهره یا کاتالیتیکی نیز نامیده می‌شوند) عمدتاً برای گازهای قابل احتراق از جمله آمونیاک استفاده می‌شوند و در سطوح بالای تشخیص، محبوب‌ترین دتکتورها برای این کاربرد هستند. عملکرد این دتکتور بر اساس سوزاندن گاز در سطح مهره و اندازه‌گیری تغییر مقاومت حاصل‌شده در مهره (که متناسب با غلظت است) می‌باشد.

این دتکتورها نسبتاً کم‌هزینه، جاافتاده و قابل‌فهم هستند و طول عمر خوبی دارند (عمر مورد انتظار ۳ تا ۵ سال). زمان پاسخ‌دهی معمولاً کمتر از ۱۰ ثانیه است.

در برخی کاربردها ممکن است دچار مسمومیت شوند.
مسمومیت به کاهش واکنش دتکتور نسبت به گاز هدف در اثر وجود (آلودگی) یک ماده دیگر در سطح کاتالیست گفته می‌شود که یا با آن واکنش می‌دهد یا لایه‌ای روی آن تشکیل می‌دهد که ظرفیت واکنش با گاز هدف را کاهش می‌دهد. رایج‌ترین مواد مسموم‌کننده ترکیبات سیلیکونی هستند.

پلستورها عمدتاً برای گازهای قابل احتراق استفاده می‌شوند و بنابراین برای آمونیاک و مبردهای هیدروکربنی در غلظت‌های بالا مناسب هستند. این دتکتورها تمامی گازهای قابل احتراق را تشخیص می‌دهند اما با نرخ‌های مختلف، و بنابراین می‌توان آن‌ها را برای گازهای خاص کالیبره کرد. نسخه‌های خاصی برای آمونیاک وجود دارد.

IR – مادون قرمز
فناوری مادون قرمز از این واقعیت بهره می‌برد که بیشتر گازها دارای باند جذب مشخصی در ناحیه مادون قرمز طیف هستند و از این ویژگی برای تشخیص آن‌ها استفاده می‌شود. مقایسه با پرتو مرجع امکان تعیین غلظت را فراهم می‌سازد.

اگرچه نسبت به دتکتورهای دیگر نسبتاً گران‌قیمت هستند، اما طول عمر بالایی تا ۱۵ سال، دقت زیاد و حساسیت متقابل پایین دارند.

به دلیل اصل اندازه‌گیری، دتکتورهای مادون قرمز ممکن است در محیط‌های دارای گرد و غبار دچار مشکل شوند، زیرا حضور ذرات زیاد در هوا ممکن است خوانش را مختل کند.

این دتکتورها برای تشخیص دی‌اکسید کربن توصیه می‌شوند و رایج هستند. اگرچه فناوری آن برای گازهای دیگر نیز وجود دارد، اما معمولاً در راه‌حل‌های تجاری مشاهده نمی‌شود.

کدام دتکتور برای مبرد خاص مناسب است؟
بر اساس گاز مبرد هدف و محدوده ppm مورد نظر، جدول زیر نمای کلی از مناسب‌بودن فناوری‌های مختلف دتکتورهای ارائه‌شده توسط دانفوس را ارائه می‌دهد.

زمان پاسخ‌دهی دتکتور
زمان پاسخ‌دهی، مدت‌زمان لازم برای خواندن درصد مشخصی از مقدار واقعی در اثر تغییر ناگهانی غلظت گاز هدف توسط دتکتور است.
زمان پاسخ‌دهی برای اغلب دتکتورها به صورت t90 بیان می‌شود، به این معنا که مدت‌زمانی که طول می‌کشد دتکتور ۹۰ درصد از غلظت واقعی را بخواند. شکل ۴ نمونه‌ای از دتکتوری با زمان پاسخ‌دهی t90 برابر با ۹۰ ثانیه را نشان می‌دهد.

همان‌طور که در نمودار مشخص است، واکنش دتکتور پس از عبور از ۹۰ درصد کندتر شده و مدت‌زمان بیشتری برای رسیدن به ۱۰۰ درصد نیاز دارد.

نیاز به تشخیص گاز
دلایل متعددی برای نیاز به تشخیص گاز وجود دارد. دو دلیل آشکار، محافظت از افراد، تولید و تجهیزات در برابر تأثیر نشت احتمالی گاز و رعایت مقررات است. دلایل مهم دیگر عبارتند از:

• کاهش هزینه خدمات (هزینه گاز جایگزین و مراجعه تعمیرکار)
  • کاهش هزینه مصرف انرژی به دلیل فقدان مبرد
  • خطر آسیب به محصولات ذخیره‌شده در اثر نشت گسترده
• امکان کاهش هزینه‌های بیمه
  • مالیات یا سهمیه مربوط به مبردهای ناسازگار با محیط زیست
  کاربردهای مختلف سامانه‌های تبرید به دلایل متفاوتی نیازمند تشخیص گاز هستند.

آمونیاک به عنوان ماده‌ای سمی با بوی بسیار خاص طبقه‌بندی می‌شود، بنابراین به‌طور طبیعی «هشداردهنده» است. با این حال، استفاده از دتکتورهای گاز برای صدور هشدار اولیه و پایش نواحی‌ای که همواره افراد حضور ندارند (مانند اتاق‌های ماشین‌آلات) الزامی است. باید توجه داشت که آمونیاک تنها مبرد رایج است که از هوا سبک‌تر می‌باشد. در بسیاری از موارد، این ویژگی باعث می‌شود آمونیاک به بالای ناحیه تنفسی صعود کرده و شناسایی نشتی برای افراد دشوار شود. استفاده از دتکتور گاز در نواحی مناسب، هشدارهای اولیه در صورت نشتی آمونیاک را تضمین می‌کند.

هیدروکربن‌ها به‌عنوان مواد قابل اشتعال طبقه‌بندی می‌شوند. بنابراین، ضروری است که غلظت آن‌ها در اطراف سامانه تبرید از حد اشتعال فراتر نرود.

مبردهای فلوئوردار همگی دارای اثرات منفی خاصی بر محیط زیست هستند و به همین دلیل باید از هرگونه نشتی آن‌ها جلوگیری کرد.

دی‌اکسید کربن (CO₂) مستقیماً در فرآیند تنفس دخیل است و باید متناسب با آن با آن برخورد شود. حدود ۰٫۰۴٪ دی‌اکسید کربن به‌طور طبیعی در هوا وجود دارد. در غلظت‌های بالاتر، برخی واکنش‌های منفی مشاهده شده است که با افزایش نرخ تنفس (حدود ۱۰۰٪ در غلظت ۳٪) آغاز شده و به از دست دادن هوشیاری و مرگ در غلظت‌های بالاتر از ۱۰٪ منجر می‌شود.

مقررات و استانداردها
الزامات مربوط به تشخیص گاز در کشورهای مختلف جهان متفاوت است. در صفحات بعد نمایی کلی از قوانین و مقررات رایج ارائه شده است.

اروپا
استاندارد ایمنی فعلی برای سامانه‌های تبرید در اروپا، EN 378:2016 است.

سطوح هشدار مشخص‌شده در EN 378:2016 به‌گونه‌ای تعیین شده‌اند که امکان تخلیه ایمن ناحیه را فراهم کنند. این سطوح بازتابی از اثرات ناشی از مواجهه بلندمدت با مبردهای نشت‌یافته نیستند. به‌عبارت‌دیگر، در EN 378 وظیفه دتکتور گاز، هشدار در هنگام وقوع نشتی ناگهانی و زیاد است، در حالی که تهویه اتاق ماشین و اقدامات کیفی سامانه باید اطمینان حاصل کنند که نشتی‌های کوچک تأثیرات منفی برای سلامتی ایجاد نکنند.

توجه
الزامات مربوط به دتکتور گاز در اروپا تحت پوشش قوانین ملی کشورهای مختلف قرار دارد و ممکن است با الزامات مندرج در EN 378 تفاوت داشته باشد.

با چند استثناء، دتکتور گاز مطابق با استانداردهای EN 378:2016 و ISO 5149:2014 برای تمام نصب‌هایی که احتمال دارد غلظت گاز در اتاق از حد عملی فراتر رود، الزامی است.

در مورد مبردهای سمی و قابل اشتعال، این موضوع تقریباً شامل تمام سامانه‌های صنعتی و تجاری می‌شود. در مورد مبردهای گروه A1، امکان طراحی سامانه‌های کوچکی وجود دارد که نیازی به دتکتور گاز ندارند. اما در بیشتر تأسیسات بزرگ، در صورت بروز نشتی عمده، احتمالاً غلظت مبرد از حد عملی فراتر خواهد رفت و در نتیجه استفاده از دتکتور گاز الزامی می‌گردد.

راهنمایی‌هایی در بخش ۳ استاندارد EN 378:2016 یا بخش ۳ استاندارد ISO 5149:2014 ارائه شده‌اند. الزامات این دو استاندارد بسیار مشابه بوده و در شکل ۵ خلاصه شده‌اند.

در صورتی که با انجام محاسبات مشخص شود غلظت مبرد در یک اتاق هرگز به حد عملی نمی‌رسد، دیگر نیازی به استفاده از دتکتور گاز ثابت نیست، به‌جز در مورد خاصی در استاندارد EN 378 که سیستم در زیرزمین نصب شده و بار مبرد آن از مقدار m2 فراتر رود (تقریباً معادل ۱ کیلوگرم پروپان). ISO 5149 چنین استثنایی را ندارد.

مقدار m2 برابر است با ۲۶ مترمکعب ضرب در LFL (حد پایین اشتعال‌پذیری). برای پروپان، این مقدار برابر است با:
۲۶ m³ × ۰٫۰۳۸ kg/m³ = ۰٫۹۸۸ kg
یا اگر LFL برحسب گرم اندازه‌گیری شود:
۲۶ m³ × ۳۸ g/m³ = ۹۸۸ g
در نتیجه، m2 دارای واحد نیست، چرا که واحد نهایی آن به واحد انتخاب‌شده برای LFL بستگی دارد.

بیشتر هیدروکربن‌ها دارای مقدار LFL مشابه هستند، بنابراین مقدار m2 معمولاً در حدود ۱ کیلوگرم است.

با این حال، اگر غلظت بتواند به حد عملی برسد، حتی برای مبردهای گروه A1، نصب دتکتور ثابت الزامی است – البته با چند استثناء جزئی.
حدود عملی برای مبردهای مختلف در پیوست II که از بخش ۱ استاندارد EN 378-2016 استخراج شده، ارائه شده است. در این جداول، حد عملی آمونیاک بر اساس سمیت آن تعیین شده است. حدود عملی هیدروکربن‌ها بر اساس قابلیت اشتعال آن‌ها و معادل ۲۰ درصد از حد پایین اشتعال‌پذیری تعیین شده‌اند. حدود عملی برای تمامی مبردهای گروه A1 بر اساس حد مواجهه با سمیت حاد (ATEL) تعیین شده است.
اگر کل بار مبرد در یک اتاق تقسیم بر حجم خالص اتاق بیشتر از «حد عملی» (مطابق پیوست II) باشد، به‌طور منطقی می‌توان نتیجه گرفت که باید سامانه دتکتور گاز ثابت نصب شود.
هر دو استاندارد EN378:2016 و ISO 5149:2014 الزام می‌کنند که دستگاه نمایشگری برای نشان دادن فعال شدن شیر اطمینان در سامانه‌هایی با مبرد ۳۰۰ کیلوگرم یا بیشتر نصب شود. یکی از روش‌ها، نصب دتکتور گاز در خط تخلیه است.

مقررات F-Gas
مقررات F-Gas (EC) شماره ۵۱۷/۲۰۱۴
یکی از اهداف مقررات F-Gas محدود کردن، جلوگیری و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای فلوئوردار تحت پوشش پروتکل کیوتو است. این دستورالعمل برای همه کشورهای عضو اتحادیه اروپا و همچنین سه کشور منطقه اقتصادی اروپا (EEA) شامل ایسلند، لیختن‌اشتاین و نروژ اجباری است.
این مقررات موضوعات متعددی از جمله واردات، صادرات و استفاده از گازهای سنتی HFC و PFC در تمام کاربردهایشان را پوشش می‌دهد. این مقررات از اول ژانویه ۲۰۱۵ لازم‌الاجرا شده است.

الزامات بازرسی نشتی به منظور پیشگیری از نشت و تعمیر هرگونه نشتی کشف‌شده، بر اساس معادل‌های دی‌اکسید کربن مبرد در هر مدار محاسبه می‌شود. معادل دی‌اکسید کربن برابر است با مقدار شارژ (کیلوگرم) ضرب در پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) مبرد.

بازرسی دوره‌ای نشتی توسط افراد مجاز با فرکانس زیر لازم است که بستگی به مقدار مبرد مصرفی دارد:
• معادل ۵ تن CO2 یا بیشتر: حداقل یک‌بار در هر ۱۲ ماه – به استثناء سیستم‌های کاملاً بسته که کمتر از ۱۰ تن معادل CO2 دارند
• معادل ۵۰ تن CO2 یا بیشتر: حداقل یک‌بار در هر ۶ ماه (۱۲ ماه در صورت وجود سامانه مناسب تشخیص نشتی)
• معادل ۵۰۰ تن CO2 یا بیشتر: حداقل یک‌بار در هر ۶ ماه. سامانه مناسب تشخیص نشتی الزامی است. سامانه تشخیص نشتی باید حداقل هر ۱۲ ماه یک‌بار بررسی شود.