Vysokotlaký systém vodní mlhy
Zavedení
Princip vodní mlhy
Vodní mlha je definována v NFPA 750 jako vodní sprcha, pro kterou je Dv0,99, pro průtokově váženou kumulativní objemovou distribuci vodních kapiček je menší než 1000 mikronů při minimálním konstrukčním provozním tlaku trysky vodní mlhy. Systém vodní mlhy pracuje pod vysokým tlakem a dodává vodu jako jemnou atomizovanou mlhu. Tato mlha se rychle přemění na páru, která udusí oheň a zabrání dalšímu přístupu kyslíku. Odpařování zároveň vytváří výrazný chladící efekt.
Voda má vynikající vlastnosti absorpce tepla a absorbuje 378 KJ/Kg. a 2257 kJ/kg. převést na páru, plus při tom expanze přibližně 1700:1. Aby bylo možné využít těchto vlastností, musí být povrchová plocha kapiček vody optimalizována a doba jejich průchodu (před dopadem na povrchy) maximalizována. Přitom lze dosáhnout potlačení požáru povrchových plamenů kombinací
1.Odběr tepla z ohně a paliva
2.Redukce kyslíku dusením páry na čele plamene
3.Blokování přenosu sálavého tepla
4.Chlazení spalin
Aby oheň přežil, spoléhá na přítomnost tří prvků „požárního trojúhelníku“: kyslík, teplo a hořlavý materiál. Odstranění kteréhokoli z těchto prvků uhasí požár. Systém vysokotlaké vodní mlhy jde ještě dále. Útočí na dva prvky ohnivého trojúhelníku: kyslík a teplo.
Velmi malé kapičky v systému vysokotlaké vodní mlhy rychle absorbují tolik energie, že se kapičky vypařují a přeměňují z vody na páru, a to z důvodu velkého povrchu vzhledem k malé mase vody. To znamená, že každá kapka se rozšíří přibližně 1700krát, když se dostane do blízkosti hořlavého materiálu, čímž dojde k vytlačení kyslíku a hořlavých plynů z ohně, což znamená, že v procesu hoření bude stále více chybět kyslík.
Pro boj s požárem šíří tradiční sprinklerový systém kapky vody na danou oblast, které absorbují teplo a ochlazují místnost. Vzhledem k jejich velké velikosti a relativně malému povrchu hlavní část kapiček neabsorbuje dostatek energie k odpaření a rychle padají na podlahu jako voda. Výsledkem je omezený chladicí účinek.
Naproti tomu vysokotlaká vodní mlha sestává z velmi malých kapiček, které padají pomaleji. Kapky vodní mlhy mají v poměru ke své hmotnosti velký povrch a při pomalém sestupu k podlaze absorbují mnohem více energie. Velké množství vody bude sledovat linii nasycení a odpaří se, což znamená, že vodní mlha absorbuje mnohem více energie z okolí a tím i ohně.
Proto se vysokotlaká vodní mlha ochlazuje efektivněji na litr vody: až sedmkrát lépe, než lze dosáhnout s jedním litrem vody používané v tradičním sprinklerovém systému.
Zavedení
Princip vodní mlhy
Vodní mlha je definována v NFPA 750 jako vodní sprcha, pro kterou je Dv0,99, pro průtokově váženou kumulativní objemovou distribuci vodních kapiček je menší než 1000 mikronů při minimálním konstrukčním provozním tlaku trysky vodní mlhy. Systém vodní mlhy pracuje pod vysokým tlakem a dodává vodu jako jemnou atomizovanou mlhu. Tato mlha se rychle přemění na páru, která udusí oheň a zabrání dalšímu přístupu kyslíku. Odpařování zároveň vytváří výrazný chladící efekt.
Voda má vynikající vlastnosti absorpce tepla a absorbuje 378 KJ/Kg. a 2257 kJ/kg. převést na páru, plus při tom expanze přibližně 1700:1. Aby bylo možné využít těchto vlastností, musí být povrchová plocha kapiček vody optimalizována a doba jejich průchodu (před dopadem na povrchy) maximalizována. Přitom lze dosáhnout potlačení požáru povrchových plamenů kombinací
1.Odběr tepla z ohně a paliva
2.Redukce kyslíku dusením páry na čele plamene
3.Blokování přenosu sálavého tepla
4.Chlazení spalin
Aby oheň přežil, spoléhá na přítomnost tří prvků „požárního trojúhelníku“: kyslík, teplo a hořlavý materiál. Odstranění kteréhokoli z těchto prvků uhasí požár. Systém vysokotlaké vodní mlhy jde ještě dále. Útočí na dva prvky ohnivého trojúhelníku: kyslík a teplo.
Velmi malé kapičky v systému vysokotlaké vodní mlhy rychle absorbují tolik energie, že se kapičky vypařují a přeměňují z vody na páru, a to z důvodu velkého povrchu vzhledem k malé mase vody. To znamená, že každá kapka se rozšíří přibližně 1700krát, když se dostane do blízkosti hořlavého materiálu, čímž dojde k vytlačení kyslíku a hořlavých plynů z ohně, což znamená, že v procesu hoření bude stále více chybět kyslík.
Pro boj s požárem šíří tradiční sprinklerový systém kapky vody na danou oblast, které absorbují teplo a ochlazují místnost. Vzhledem k jejich velké velikosti a relativně malému povrchu hlavní část kapiček neabsorbuje dostatek energie k odpaření a rychle padají na podlahu jako voda. Výsledkem je omezený chladicí účinek.
Naproti tomu vysokotlaká vodní mlha sestává z velmi malých kapiček, které padají pomaleji. Kapky vodní mlhy mají v poměru ke své hmotnosti velký povrch a při pomalém sestupu k podlaze absorbují mnohem více energie. Velké množství vody bude sledovat linii nasycení a odpaří se, což znamená, že vodní mlha absorbuje mnohem více energie z okolí a tím i ohně.
Proto se vysokotlaká vodní mlha ochlazuje efektivněji na litr vody: až sedmkrát lépe, než lze dosáhnout s jedním litrem vody používané v tradičním sprinklerovém systému.
1.3 Úvod do systému vysokotlaké vodní mlhy
Vysokotlaký systém vodní mlhy je unikátní hasicí systém. Voda je protlačována mikrotryskami pod velmi vysokým tlakem, aby se vytvořila vodní mlha s nejúčinnějším rozložením velikosti kapek při hašení. Hasicí účinky poskytují optimální ochranu chlazením díky absorpci tepla a inertizací díky expanzi vody přibližně 1700krát při jejím odpařování.
1.3.1 Klíčová součást
Speciálně navržené trysky na vodní mlhu
Vysokotlaké trysky vodní mlhy jsou založeny na technice unikátních mikro trysek. Díky jejich speciálnímu tvaru získává voda ve vířivé komoře silný rotační pohyb a extrémně rychle se přeměňuje ve vodní mlhu, která je velkou rychlostí tryskána do ohně. Velký úhel rozstřiku a tvar rozstřiku mikrotrysek umožňují velký rozestup.
Kapky vytvořené v hlavách trysek jsou vytvářeny pomocí tlaku mezi 100-120 bary.
Po řadě intenzivních požárních zkoušek a také mechanických a materiálových zkoušek jsou trysky speciálně vyrobeny pro vysokotlakou vodní mlhu. Všechny testy jsou prováděny nezávislými laboratořemi, aby byly splněny i velmi přísné požadavky pro offshore.
Konstrukce čerpadla
Intenzivní výzkum vedl k vytvoření nejlehčího a nejkompaktnějšího vysokotlakého čerpadla na světě. Čerpadla jsou víceosá pístová čerpadla vyrobená z nerezové oceli odolné proti korozi. Jedinečný design používá vodu jako mazivo, což znamená, že není potřeba rutinní údržba a výměna maziv. Čerpadlo je chráněno mezinárodními patenty a je široce používáno v mnoha různých segmentech. Čerpadla nabízejí až 95% energetickou účinnost a velmi nízkou pulzaci, čímž snižují hlučnost.
Ventily vysoce odolné proti korozi
Vysokotlaké ventily jsou vyrobeny z nerezové oceli a jsou vysoce odolné proti korozi a nečistotám. Konstrukce rozdělovacího bloku činí ventily velmi kompaktními, což umožňuje velmi snadnou instalaci a obsluhu.
1.3.2 Výhody vysokotlakého systému vodní mlhy
Výhody vysokotlakého systému vodní mlhy jsou obrovské. Ovládání/uhašení ohně během několika sekund, bez použití jakýchkoli chemických přísad a s minimální spotřebou vody a téměř bez poškození vodou, je to jeden z nejekologičtějších a nejúčinnějších hasicích systémů dostupných a je zcela bezpečný pro lidi.
Minimální spotřeba vody
• Omezené poškození vodou
• Minimální poškození v nepravděpodobném případě náhodné aktivace
• Menší potřeba systému předběžné akce
• Výhoda tam, kde je povinnost chytat vodu
• Zásobník je potřeba jen zřídka
• Místní ochrana umožňuje rychlejší hašení požáru
• Menší prostoje díky nízkému poškození ohněm a vodou
• Snížené riziko ztráty podílů na trhu, protože výroba je rychle znovu spuštěna
• Efektivní – také pro hašení požárů nafty
• Nižší účty za dodávku vody nebo daně
Malé trubky z nerezové oceli
• Snadná instalace
• Snadná manipulace
• Bezúdržbový
• Atraktivní design pro snadnější zabudování
• Vysoká kvalita
• Vysoká odolnost
• Nákladově efektivní při práci na zakázku
• Lisovací tvarovka pro rychlou instalaci
• Snadné nalezení místa pro potrubí
• Snadná dodatečná montáž
• Snadno se ohýbá
• Je potřeba jen málo armatur
Trysky
• Chladicí schopnost umožňuje instalaci skleněného okna do protipožárních dveří
• Velké rozestupy
• Málo trysek – architektonicky atraktivní
• Efektivní chlazení
• Okenní chlazení – umožňuje nákup levnějšího skla
• Krátká doba instalace
• Estetický design
1.3.3 Normy
1. NFPA 750 – vydání 2010
2 Popis SYSTÉMU a komponenty
2.1 Úvod
Systém HPWM se bude skládat z řady trysek napojených nerezovým potrubím na vysokotlaký vodní zdroj (čerpadlové jednotky).
2.2 Trysky
Trysky HPWM jsou precizně zkonstruovaná zařízení, navržená v závislosti na aplikaci systému k vypouštění vodní mlhy ve formě, která zajišťuje potlačení, kontrolu nebo uhašení požáru.
2.3 Sekční ventily – Otevřete systém trysek
K vodnímu mlžnému hasicímu zařízení jsou dodávány sekční ventily za účelem oddělení jednotlivých požárních úseků.
K montáži do potrubního systému jsou dodávány sekční ventily vyrobené z nerezové oceli pro každou z chráněných sekcí. Sekční ventil je normálně uzavřen a otevřen, když je hasicí systém v provozu.
Uspořádání sekčního ventilu může být seskupeno na společném rozdělovači a poté je instalováno jednotlivé potrubí k příslušným tryskám. Sekční ventily lze také dodat volně pro instalaci do potrubního systému na vhodných místech.
Sekční ventily by měly být umístěny mimo chráněné prostory, pokud to není jinak předepsáno normami, národními předpisy nebo úřady.
Dimenzování sekčních ventilů je založeno na konstrukční kapacitě jednotlivých sekcí.
Ventily sekcí systému jsou dodávány jako elektricky ovládané ventily s motorem. Motoricky ovládané sekční ventily normálně vyžadují pro provoz signál 230 VAC.
Ventil je předmontovaný spolu s tlakovým spínačem a uzavíracími ventily. Spolu s dalšími variantami je k dispozici také možnost sledování izolačních ventilů.
2.4Čerpadlojednotka
Jednotka čerpadla bude typicky pracovat mezi 100 bar a 140 bar s průtokem jednoho čerpadla v rozsahu 100 l/min. Čerpací systémy mohou využívat jednu nebo více čerpacích jednotek připojených přes rozdělovač k systému vodní mlhy, aby byly splněny požadavky na konstrukci systému.
2.4.1 Elektrická čerpadla
Když je systém aktivován, spustí se pouze jedno čerpadlo. U systémů obsahujících více než jedno čerpadlo budou čerpadla spouštěna postupně. Pokud by se průtok zvýšil v důsledku otevření více trysek; přídavná čerpadla se automaticky spustí. V provozu bude pouze tolik čerpadel, kolik je nutné k udržení konstantního průtoku a provozního tlaku podle návrhu systému. Systém vysokotlaké vodní mlhy zůstává aktivován, dokud kvalifikovaný personál nebo hasičský sbor systém ručně nevypne.
Standardní čerpací jednotka
Jednotka čerpadla je jeden kombinovaný balíček namontovaný na skluzu, který se skládá z následujících sestav:
| Filtrační jednotka | Vyrovnávací nádrž (v závislosti na vstupním tlaku a typu čerpadla) |
| Přetečení nádrže a měření hladiny | Vstup do nádrže |
| Zpětné potrubí (může být s výhodou vyvedeno na výstup) | Sací potrubí |
| Rozdělovač sacího potrubí | HP čerpací jednotka(y) |
| elektromotor(y) | Rozdělovač tlaku |
| Pilotní čerpadlo | Ovládací panel |
2.4.2Panel čerpací jednotky
Ovládací panel spouštěče motoru je standardně namontován na čerpací jednotce.
Běžné napájení standardně: 3x400V, 50 Hz.
Čerpadlo (čerpadla) jsou standardně spouštěna přímo ze sítě. Start-trojúhelník, pozvolný rozběh a spouštění frekvenčním měničem mohou být volitelně k dispozici, pokud je potřeba snížit rozběhový proud.
Pokud se čerpací jednotka skládá z více než jednoho čerpadla, bylo zavedeno časové řízení pro postupné spojování čerpadel, aby se dosáhlo minimálního startovacího zatížení.
Ovládací panel má standardní povrchovou úpravu RAL 7032 s krytím IP54.
Spouštění čerpadel se provádí následovně:
Suché systémy – Z beznapěťového signálního kontaktu na ovládacím panelu systému detekce požáru.
Mokré systémy – Od poklesu tlaku v systému, který je monitorován ovládacím panelem motoru čerpací jednotky.
Systém předběžné akce – Potřebuje indikace jak z poklesu tlaku vzduchu v systému, tak z beznapěťového signálního kontaktu na ovládacím panelu systému detekce požáru.
2.5Informace, tabulky a výkresy
2.5.1 Tryska
Při navrhování systémů vodní mlhy je třeba věnovat zvláštní pozornost tomu, aby se zabránilo překážkám, zejména při použití trysek s malým průtokem a malými kapičkami, protože jejich výkon bude nepříznivě ovlivněn překážkami. Je to z velké části proto, že hustoty toku je dosaženo (s těmito tryskami) turbulentním vzduchem v místnosti, což umožňuje, aby se mlha šířila rovnoměrně v prostoru - pokud je přítomna překážka, mlha nebude schopna dosáhnout své hustoty toku v místnosti. protože se změní na větší kapky, když kondenzuje na překážce a odkapává, spíše než aby se rovnoměrně šířil v prostoru.
Velikost a vzdálenost k překážkám závisí na typu trysky. Informace naleznete v datových listech pro konkrétní trysku.
Obr 2.1 Tryska
2.5.2 Jednotka čerpadla
| Typ | Výstup l/min | Moc KW | Standardní čerpadlová jednotka s ovládacím panelem D x Š x V mm | Oulet mm | Hmotnost jednotky čerpadla kg cca |
| XSWB 100/12 | 100 | 30 | 1960×430×1600 | Ø42 | 1200 |
| XSWB 200/12 | 200 | 60 | 2360×830×1600 | Ø42 | 1380 |
| XSWB 300/12 | 300 | 90 | 2360×830×1800 | Ø42 | 1560 |
| XSWB 400/12 | 400 | 120 | 2760×1120×1950 | Ø60 | 1800 |
| XSWB 500/12 | 500 | 150 | 2760×1120×1950 | Ø60 | 1980 |
| XSWB 600/12 | 600 | 180 | 3160×1230×1950 | Ø60 | 2160 |
| XSWB 700/12 | 700 | 210 | 3160×1230×1950 | Ø60 | 2340 |
Výkon: 3 x 400VAC 50Hz 1480 ot./min.
Obr 2.2 Čerpací jednotka
2.5.3 Standardní ventilové sestavy
Standardní ventilové sestavy jsou uvedeny níže na obr. 3.3.
Tato sestava ventilu se doporučuje pro vícedílné systémy napájené ze stejného zdroje vody. Tato konfigurace umožní, aby ostatní sekce zůstaly provozuschopné, zatímco bude údržba prováděna na jedné sekci.
Obr. 2.3 – Standardní sestava ventilu – Suchý potrubní systém s otevřenými tryskami
