Autonomiczny system grawitacyjnego odprowadzania dymu i ciepła – innowacyjne rozwiązanie ALUCO SYSTEM

1 miesiąc temu

Autonomiczny system oddymiania grawitacyjnego – projekt badawczy

Firma ALUCO SYSTEM zrealizowała projekt dofinansowany z Funduszy Europejskich pn. „Autonomiczny system grawitacyjnego odprowadzania dymu i ciepła”, w ramach którego opracowano kompleksowy system oddymiania o najwyższych parametrach.

W ramach projektu przeprowadzono prace badawczo-rozwojowe w następujących etapach:

etap I: badania przemysłowe – opracowanie systemu sterowania i komunikacji oraz samowystarczalnej energetycznie instalacji zasilania napędu klap dymowych z autonomicznym systemem zasilania fotowoltaicznego;
etap II: prace rozwojowe (eksperymentalne) – opracowanie i wykonanie prototypów autonomicznego systemu grawitacyjnego odprowadzania dymu i ciepła z automatycznym systemem sterowania i powiadamiania.

W wyniku zrealizowanych prac badawczo-rozwojowych zmodyfikowano i rozwinięto produkowane dotychczas urządzenia oddymiające, a także opracowano autonomiczny system grawitacyjnego odprowadzania dymu i ciepła, przyczyniając się do zwiększenia efektywności produkcji, poprawy jakości, polepszenia adekwatności fizycznych urządzeń – energooszczędności, a także poprawy bezpieczeństwa ppoż.

Innowacyjny system oddymiania – zasada działania

Opracowany system oddymiania składa się z kilku wzajemnie ze sobą współpracujących urządzeń, które w momencie powstania pożaru umożliwiają automatyczne lub manualne otwarcie klap oddymiających.

Głównym urządzeniem elektrycznego systemu oddymiania jest centralka sterująca zasilana napięciem 24V/DC, do której w momencie powstania pożaru automatycznie wysyłany jest impuls elektryczny – z czujek dymowych lub innych detektorów. Impuls może być też wysłany manualnie, przez wciśniecie przycisku w alarmowego oddymiania, lub zdalnie, z urządzeń mobilnych lub pilota zdalnego sterowania. Zadziałanie centralki powoduje wysłanie impulsu do zaworów ciśnieniowych. Rezultatem wyzwolonej w ten sposób energii pneumatycznej jest uruchomienie siłowników i otwarcie klap oddymiających.

Niezależne zasilanie z ogniw PV

Źródłem energii niezbędnej do monitorowania systemu oddymiania oraz sterowania nim są ogniwa fotowoltaiczne umieszczone w górnej części klap dymowych. Uzyskana w ten sposób energia jest magazynowana w akumulatorach. Dzięki temu przy małym prądzie ładowania, generowanym z ogniw fotowoltaicznych, można zgromadzić dużą ilość energii, tak aby urządzenie mogło działać również nocą. Wysoki prąd rozładowania niezbędny dla małego momentu podczas pracy napędu nie stanowi problemu dla obciążenia akumulatorów. Niski pobór prądu przez urządzenia sterowania pozwala na w pełni funkcjonalne działanie systemu i stanowi podstawę do jego rozbudowy o następne elementy automatyki budynkowej.

System oddymiania jest zasilany przez zespół elastycznych paneli fotowoltaicznych w ilości 2 sztuk połączonych szeregowo, zbudowanych z wysoko wydajnych monokrystalicznych ogniw, w których wykorzystano materiał ETFE (etyleno-tetrafluoroetylen), zapewniający większą absorpcję światła słonecznego dzięki ograniczeniu odblasku. Dla optymalnej pracy systemu panel powinien zapewniać moc szczytową przynajmniej 100 W i napięcie w zakresie 26-44 V, które po ustabilizowaniu przez regulator napięcia powinno zapewnić prąd o napięciu 24 V/DC (powszechnie stosowane do sterowania otwieraniem skrzydeł klapy dymowej). W systemie mogą być użyte elektryczne lub pneumatyczne napędy (mechanizmy) otwierania klap dymowych, w zależności od wymagań i specyfiki budynkowej.

Sterowanie systemem oddymiania grawitacyjnego

Przy sterowaniu pneumatycznym elementem napędowym mechanizmu otwierającego klapę dymową jest siłownik pneumatyczny, a energię do otwarcia klapy zapewniają naboje gazowe zawierające sprężony CO₂. Urządzeniem sterującym, wyzwalającym sprężony gaz, są termowyzwalacze z modułem elektrycznym, uruchamiane sygnałem elektrycznym 24 V zainicjowanym przez centralkę. Możliwe jest również sterowanie mechaniczne, gdzie elementem napędowym są sprężyny gazowe uruchamiane zatrzaskami wyposażanymi w moduły elektryczny lub pneumatyczny do zdalnego wyzwalania dzięki sygnału elektrycznego 24 V.

W celu zapewnienia niezbędnej energii do sterowania mechanizmami oraz zasilania centralki i pozostałych urządzeń peryferyjnych zastosowano zespół dwóch bezobsługowych akumulatorów żelowych (40 Ah) przystosowanych do cyklicznego ładowania i rozładowania w systemie z panelami fotowoltaicznymi z wykorzystaniem regulatora ładowania w technologii MPPT (Maximum Power Point Tracking). Regulatory tego typu stale sprawdzają napięcie na panelu słonecznym oraz jego prąd i wybierają najlepszy punkt mocy. Dzięki takiemu rozwiązaniu system pracuje choćby do 30% sprawniej w złych warunkach oświetleniowych, takich jak wczesny poranek lub późne popołudnie, a także w miejscu zacienionym w stosunku do standardowych regulatorów. Regulator z systemem MPPT nie sprowadza napięcia panelu słonecznego do napięcia ładowania akumulatora, dzięki czemu oferuje zdecydowanie wyższą wydajność. Największy punkt mocy panelu jest wyznaczany na charakterystyce prądowo-napięciowej pracy modułu fotowoltaicznego.

Uzyskane z zespołu zasilania napięcie 24 V/DC pozwoli na zasilanie centralki sterującej, która może działać w zakresie 14÷30 V/DC. Centralka, jako główny element sterujący systemem, umożliwia podłączenie czujek dymu, czujników temperatury i wilgotności i innych detektorów przewodowo. Dodatkowo jest wyposażona w moduł Wi-Fi i modem GSM, który przekazuje informacje do użytkownika i pozwala na zdalną komunikację z centralką.

Sygnalizacja zagrożenia

Czujka po wykryciu zagrożenia wysyła sygnał do centralki, która wywołuje alarm i – wykorzystując przekaźnik półprzewodnikowy z wbudowanym zabezpieczeniem elektronicznym – otwiera klapę dymową przez elementy wykonawcze w postaci siłowników pneumatycznych (odbezpieczając zawór ciśnieniowy/termowyzwalacz). Alarm jest ogłaszany akustycznie przez sygnalizator oraz wysyłany na aplikacje mobilne przez sieć Wi-Fi lub/i sieć komórkową (po wyposażeniu centralki w aktywną kartę SIM). Alarm można również wywołać dzięki przycisku manualnego lub zdalnego pilota.

Centralka może być programowana lokalnie przez łącze micro-USB lub zdalnie, w sieci Wi-Fi, dzięki aplikacji w systemie Android lub systemu na komputerze PC. Do programowania funkcji zaawansowanych wykorzystuje się wbudowany procesor logiczny, który pozwala na programowanie dzięki graficznego, blokowego edytora logiki lub dzięki edytora skryptów językiem skryptowym C. Pozwala to m.in. na zaprogramowanie przekaźników czasowych do realizacji funkcji czasowo-logicznych.

Autonomiczny system oddymiania – podsumowanie

Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, iż autonomiczny system grawitacyjnego odprowadzania dymu i ciepła zbudowany w ramach projektu jest samowystarczalny i funkcjonuje niezależnie od stanu zasilania budynku z sieci energetycznej. Czas pracy całego systemu ograniczony może być jedynie zużyciem podzespołów, które w trybie serwisowym mogą zostać wymienione. Ze względu na dużą rezerwę energii wymaganej do zasilania układu możliwa jest rozbudowa systemu o kolejne elementy, dzięki czemu można uzyskać dodatkowe funkcjonalności, na przykład pozwalające na sygnalizację włamania, sterowanie innymi urządzeniami, obsługę czujników temperatury lub wilgotności. Może to być elementem kolejnych badań i prób.

Projekt „Autonomiczny system grawitacyjnego odprowadzania dymu i ciepła” został dofinansowany z Funduszy Europejskich w ramach działania 1.2 RPO WŚ 201402020.

www.aluco.com.pl