Интеллектуализация безопасности электротехнических установок (на примере сплит-систем)

Кулягин Иван Александрович научный сотрудник ООО "НПТ Центр ОКТАЭДР" 344000, Россия, Ростовская область, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1 Kulyagin Ivan Aleksandrovich research associate of LLC Scientific Production and Technological Center OCTAEDR 344000, Russia, Rostovskaya oblast', g. Rostov-Na-Donu, ul. Pl. Gagarina, 1 bacsan@list.ru Другие публикации этого автора

Введение. Не требует особых доказательств, что никакие юридические законы, технические требования и правила не могут предвосхитить ежеминутно изменяющуюся опасность техносферы (пожарную, электрическую, механическую и т.д.) и окружающей нас среды (геосферы, биосферы, атмосферы и т.д.). Только мониторинг, т.е. применение технических и программных средств, следящих и своевременно предупреждающих об увеличении опасности выше допустимого уровня, могут изменить существующую мировую тенденцию роста аварий, пожаров и других чрезвычайных ситуаций (ЧС), а также потерь от них.

Статистистические исследования причин возникновения пожаров в жилых зданиях на Юге России показал (рис.1), что от бытовых приборов происходит 71,17% пожаров, в т.ч. более половины по электротехническим причинам ^[1]:

- от электроустановочных изделий – 16,32%;

- от электроприборов – 21,76% (осветительные и нагревательные – 4,1%, телевизоры - 2,33%, холодильники – 0,58% и т.д.).

При этом около половины мест возникновения пожаров находится внутри объектов (рис. 2):

24,98% пожаров возникает в основных помещениях;

7,2% - в туалетах и кухнях;

6,22% - на чердаках и крышах;

4,97% - на верандах и балконах;

2,96% - в подвалах;

1,8% - в корридорах.

Рис. 1 - Причины пожаров

Рис. 2 - Места возникновения пожаров

Следовательно, если «превратить» бытовые электроприборы (телевизоры, холодильники, кондиционеры и т.д.) в автономные пожарные извещатели, то появляется возможность своевременно обнаружить 38,08% пожаров, а следовательно и сократить 24,98% ущерба от пожаров, где такие приборы установлены ^[2].

Разработки технологий «интеллектуализации безопасности» бытовых электроприборов были начаты 15 лет назад (для холодильников, телевизоров, электросчетчиков и т.д.), путем установки в них дымовых пожарных извещателей и модулей термоэлектронной защиты, которые обеспечивали пожарную безопасность самих электроприборов и оповещение по радиоканалу пожарной службы в случае пожара в помещении, где они установлены ^[2-5].

В настоящее время сплит-системы есть практически в каждом индивидуальном доме или квартире (рис.3) и сегодня без них трудно представить комфортное жилье.

Рис.3 – Наружные блоки сплит-систем на доме и здании

Существенным при этом является тот факт, что в сплит-системах реализован режим «прокачивания через себя» воздуха из помещения, где он установлен, как это делают самые быстродействующие аспирационные пожарные извещатели ^[1,6].

Это позволяет не устанавливать дополнительного оборудования для вентиляции и трубопроводы, а «добавить», например, дымовой пожарный извещатель и использовать существующий «интеллект управления», дополнив его соответствующими модулями ^[7].

Модель сплит-системы-пожарного извещателя

Для построения модели была исследована сплит-система фирмы Samsung RAC - AQV 09 12 VBCN, которая состоит ^[6,7]:

- из внешнего блока, устанавливаемого на специальных кронштейнах снаружи индивидуальных домов или квартир в многоэтажных зданиях (рис.3,4);

- из внутреннего блока, устанавливаемого на стене в кондиционируемом помещении (рис.4);

- из переносного пульта управления, оснащаемого автономной батарейкой, осуществляющего управление внутренним блоком с помощью инфракрасного канала (ИК-приемник во внутреннем блоке, ИК-передатчик в пульте управления).

Рис. 4 - Структурная схема сплит-системы.

Рис. 5 - Схема электрическая сплит-системы

Исследование эксплуатационного и пожаробезопасного ресурсов пульта управления (рис. 6), внутреннего блока (рис. 7) и внешнего блока (рис. 8) показали, что безопасным является лишь пульт управления (вероятность пожара – 2,51·10-7).

Внутренний блок, имея технический ресурс почти 12 лет, пожароопасным становится на 55 день своей эксплуатации (вероятность пожара – 5,15·10-6), а внешний блок становится пожароопасным на 30 день эксплуатации, при техническом ресурсе – почти 11 лет.

Рис.6 – Скрин-шот расчета пульта управления

Рис.7 – Скрин-шот расчета внутреннего блока

Рис.8 – Скрин-шот расчета внешнего блока

Применив технологию «интеллектуализации безопасности» внутреннего (рис.9) и внешнего (10) блоков, путем установки модулей термоэлектронной защиты, которые отключают их от электросети при возникновении пожароопасного отказа, были получены следующие результаты.

Рис.9 – Скрин-шот расчета внутреннего блока с МТ-2

Рис.10 – Скрин-шот расчета внешнего блока с МТ-1

Из-за дополнительных электрорадиоэлементов технический ресурс внутреннего блока сократился до 10 лет, однако пожаробезопасный ресурс увеличился до 14 лет (вероятность пожара снизилась до 6,69·10-8), т.е. его пожарная безопасность превысила нормативную по ГОСТ 12.1.004 (1·10-6) почти в 70 раз.

Аналогичная ситуация с внешним блоком - технический ресурс сократился до почти до 10 лет, а пожаробезопасный ресурс увеличился до 7 лет (вероятность пожара снизилась до 1,62·10-7), т.е. его пожарная безопасность превысила нормативную в 16 раз.

Автономный дымовой пожарный извещатель с радиомодулем оповещения о пожаре, например с GSM-модемом, устанавливается во внутреннем блоке рядом с вентилятором (рис.4), который осуществляет засасывание воздуха из помещения. В этом случае алгоритм пожаровзрывозащиты помещения можно представить в виде следующих параллельных процессов ^[5-7]:

- процесс непрерывного теплового контроля «пожароопасных зон» внутреннего и внешнего блоков и отключение его их сети с помощью МТ 2 (тиристора) или МТ 1 (реле), если температура зон превысит допустимую, с выдачей звукового аварийного сигнала «пожароопасный отказ»;

- процесс прокачивания воздуха из помещения через внутренний блок сплит-системы, в которой установлен дымовой пожарный извещатель и, в случае обнаружения дыма, выдача прерывистого звукового сигнала «опасные факторы пожара» (ОФП);

- 3-х кратная верификация в течение 30 секунд концентрации ОФП и, если жильцами не принимаются меры по устранению ОФП, или в квартире никого нет, то происходит отключение сплит-системы от сети и передается сигнал по каналу GSM в пожарную часть.

Заключение

Предлагаемая «интеллектуализация безопасности» расширяет возможности сплит-систем, добавляя им функции предотвращения загорания внутреннего или внешнего блока, а также пожарной сигнализации помещения, в котором установлен внутренний блок.

Для создания благоприятных условия скорейшего внедрения этой инновационной технологии и продукции, целесообразно вернуться и восстановить первую редакцию ст., ст. 26 и 29 Федерального Закона «О пожарной безопасности», в которых указанные изделия освобождались бы от налога на добавленную стоимость и от налога на прибыль.