دتکتور حرارتی فنوال 450°F مدل Fenwal 27121 DETECT-A-FIRE

معرفی دتکتور حرارتی فنوال 450°F مدل Fenwal 27121 DETECT-A-FIRE

دتکتور حرارتی فنوال 450°F مدل Fenwal 27121 DETECT-A-FIRE

دتکتور حرارتی فنوال 27121 450°F یکی از مدل‌های دمای بالای خانواده صنعتی DETECT-A-FIRE شرکت Fenwal Controls است. این مدل در دمای نامی 450 درجه فارنهایت، معادل حدود 232 درجه سانتی‌گراد عمل می‌کند و برای محیط‌هایی ساخته شده که دمای عادی آن‌ها بسیار بالاتر از فضاهای ساختمانی معمولی است. فناوری Rate-Compensated این محصول کمک می‌کند دتکتور در حریق‌های سریع واکنش مناسبی داشته باشد و در عین حال نسبت به تغییرات گذرای دما کمتر دچار عملکرد ناخواسته شود.

مدل 27121 از نوع Normally Open است؛ یعنی کنتاکت آن در شرایط عادی باز می‌ماند و با رسیدن دما به شرایط عملکرد، مدار را می‌بندد. همین ساختار باعث شده این خانواده بتواند در سیستم‌های تشخیص حریق و بسیاری از سیستم‌های اطفای اتوماتیک به‌عنوان عنصر تشخیص حرارت استفاده شود.

دمای 450°F به‌وضوح نشان می‌دهد که این محصول برای یک دفتر، فروشگاه یا ساختمان معمولی طراحی نشده است. کاربرد اصلی آن در محیط‌هایی مانند تجهیزات صنعتی گرم، محفظه ماشین‌آلات، برخی بخش‌های نیروگاه، خطوط فرایندی، کوره‌های صنعتی و نقاطی است که دمای طبیعی محیط می‌تواند بسیار بالا باشد.

در پروژه‌هایی با چنین شرایطی، انتخاب Temperature Rating و جانمایی درست Heat Detector اهمیت زیادی دارد. برای همین بهتر است انتخاب این تجهیز هم‌زمان با طراحی و اجرای سیستم‌های اعلام حریق انجام شود تا دمای عادی محیط، ارتفاع نصب، فاصله دتکتورها و نحوه اتصال به سیستم مرکزی به‌درستی بررسی شوند.

فناوری Rate-Compensated در Fenwal 27121 چگونه عمل می‌کند؟

خانواده DETECT-A-FIRE با یک دتکتور Fixed Temperature ساده تفاوت مهمی دارد. در یک دتکتور دمای ثابت معمولی، تمام بخش حساس باید تا دمای Alarm گرم شود و همین موضوع در یک حریق سریع می‌تواند مقداری تأخیر ایجاد کند.

در مقابل، Rate-of-Rise Detector بیشتر سرعت افزایش دما را بررسی می‌کند. این روش هم در بعضی محیط‌های صنعتی مشکل ایجاد می‌کند؛ چون ورود ناگهانی هوای گرم از کوره، Dryer یا تجهیزات فرایندی ممکن است Detector را بدون وجود Fire واقعی فعال کند.

Fenwal در DETECT-A-FIRE از دو بخش فلزی با نرخ انبساط متفاوت استفاده می‌کند. پوسته خارجی تغییر دمای محیط را سریع‌تر دنبال می‌کند، در حالی که Strutهای داخلی با سرعت کمتری گرم و منبسط می‌شوند.

در یک افزایش آرام دما، هر دو بخش تقریباً همراه یکدیگر گرم می‌شوند و Detector نزدیک Set Point تعیین‌شده عمل می‌کند. اما در یک حریق با رشد سریع، پوسته خارجی زودتر منبسط می‌شود و مکانیزم داخلی را سریع‌تر به سمت وضعیت Alarm حرکت می‌دهد.

به همین دلیل هرچه Fire سریع‌تر رشد کند، DETECT-A-FIRE نیز می‌تواند زودتر واکنش نشان دهد. این ویژگی یکی از دلایل اصلی استفاده طولانی‌مدت از این خانواده در تجهیزات صنعتی و سیستم‌های اطفای حریق است.

چرا تغییرات کوتاه‌مدت دما کمتر باعث عملکرد اشتباه می‌شوند؟

Fenwal توضیح می‌دهد که DETECT-A-FIRE می‌تواند جریان‌های گذرای هوای گرم تا حدود 40°F در دقیقه را بدون عملکرد ناخواسته تحمل کند. این ویژگی برای محیط‌های فرایندی اهمیت زیادی دارد.

برای مثال باز شدن در یک Oven یا شروع یک فرآیند حرارتی ممکن است برای مدت کوتاهی دمای اطراف Detector را بالا ببرد. یک Rate-of-Rise Detector ساده می‌تواند چنین تغییر سریعی را با Fire اشتباه بگیرد.

Rate Compensation کمک می‌کند 27121 رفتار متعادل‌تری داشته باشد. بنابراین دستگاه هم در برابر Fire سریع واکنش مناسبی دارد و هم در بسیاری از تغییرات گذرای حرارتی پایدارتر عمل می‌کند.

دمای 450°F دقیقاً چند درجه سانتی‌گراد است؟

Temperature Setting این نسخه برابر است با:

450°F ≈ 232°C

Fenwal برای این Rating تلرانس ±15°F، معادل حدود ±10°C را اعلام کرده است. رنگ شناسایی یا Color Code نسخه 450°F نیز سبز است.

بنابراین اگر چند مدل DETECT-A-FIRE با Temperature Ratingهای مختلف در یک سایت نصب شده باشند، Color Coding می‌تواند به تیم Maintenance در شناسایی سریع‌تر آن‌ها کمک کند.

البته دمای درج‌شده روی خود تجهیز همچنان مرجع اصلی است و نباید فقط با رنگ، Temperature Rating را تعیین کرد.

چرا برای بعضی پروژه‌ها به دتکتور 450°F نیاز داریم؟

در یک فضای معمولی، Detector با Set Point حدود 232°C بسیار دیر عمل می‌کند و انتخاب مناسبی نیست. اما در برخی تجهیزات صنعتی، دمای طبیعی محیط ممکن است به‌اندازه‌ای بالا باشد که مدل‌های 190°F، 225°F یا حتی 325°F با احتمال Activation ناخواسته روبه‌رو شوند.

Fenwal برای جلوگیری از این مشکل توصیه می‌کند Temperature Setting دتکتور حداقل حدود 100°F بالاتر از حداکثر دمای عادی مورد انتظار انتخاب شود.

بر این اساس، نسخه 450°F معمولاً زمانی بررسی می‌شود که بیشترین دمای طبیعی محل بتواند تا محدوده‌های بسیار بالا افزایش پیدا کند. البته این قاعده یک دستور طراحی کامل نیست و شرایط واقعی پروژه همچنان باید بررسی شود.

انتخاب یک Rating خیلی بالا نیز منطقی نیست، چون هرچه فاصله بین Ambient Temperature و Set Point بیشتر شود، ممکن است تشخیص Fire به تأخیر بیفتد.

مدل 27121 دارای چه نوع کنتاکتی است؟

Fenwal 27121 از نوع:

Normally Open – Close on Temperature Rise

است.

یعنی کنتاکت در حالت عادی باز است و هنگام رسیدن Detector به شرایط عملکرد، بسته می‌شود.

این ویژگی 27121 را از مدل 27120 متمایز می‌کند. مدل 27120 Normally Closed است و هنگام افزایش دما Contact را باز می‌کند.

در نتیجه این دو مدل اگرچه ممکن است از نظر ظاهر بسیار شبیه باشند، از نظر منطق مدار یکسان نیستند و نباید بدون بررسی Part Number جایگزین یکدیگر شوند.

چهار سیم برای نظارت بهتر بر مدار

Fenwal برای Vertical Detectorهای Normally Open چهار Lead Wire در نظر گرفته است. این ساختار به طراح اجازه می‌دهد Supervision سیم‌کشی سیستم را بهتر انجام دهد.

وجود چهار Wire نباید باعث شود محصول را یک Detector چهار سیمه الکترونیکی بدانیم. خود 27121 یک Contact حرارتی مکانیکی است و سیم‌ها برای ایجاد اتصال مناسب و نظارت بر Circuit استفاده می‌شوند.

نحوه نهایی سیم‌بندی باید بر اساس طراحی Panel، End-of-Line و دستورالعمل پروژه تعیین شود.

اگر قرار است این تجهیز به کنترل پنل اعلام حریق متصل شود، نوع ورودی پنل و روش Monitoring مدار باید قبل از نصب مشخص شوند.

ظرفیت الکتریکی کنتاکت Fenwal 27121

Fenwal برای مدل 27121 مقادیر زیر را برای بار مقاومتی اعلام می‌کند:

این Ratings برای Resistive Load هستند.

اگر Detector قرار است Coil، Solenoid یا Relay را کنترل کند، Inrush Current و نوع بار باید جداگانه بررسی شوند. در بسیاری از پروژه‌ها بهتر است Contact دتکتور یک ورودی کنترلی را فعال کند و بار اصلی از طریق Relay مناسب سوئیچ شود.

سیم مخصوص برای Temperature Rating بالای 375°F

یک نکته فنی مهم درباره نسخه 450°F وجود دارد. Fenwal در مدل‌هایی که تا 375°F کار می‌کنند معمولاً از سیم #18 AWG با عایق Teflon استفاده می‌کند.

اما برای Temperature Ratingهای بالاتر از 375°F، از سیم #16 AWG با عایق TGGT استفاده می‌شود. بنابراین نسخه 450°F در گروه دمای بالاتر قرار می‌گیرد و Lead Wire آن باید متناسب با این شرایط ساخته شده باشد.

این تفاوت فقط یک جزئیات ظاهری نیست. عایق سیم در محیط‌های بسیار گرم باید بتواند شرایط حرارتی بالاتری را تحمل کند.

جنس بدنه و Head در مدل 27121

بخش حساس یا Sensing Shell در خانواده Vertical DETECT-A-FIRE از Stainless Steel Type 300 ساخته می‌شود. Contact داخلی نیز داخل این Shell به‌صورت Hermetically Sealed قرار دارد.

بااین‌حال کد 27121 به‌تنهایی جنس Head را مشخص نمی‌کند.

دو Variant مهم وجود دارند:

هر دو مدل Close on Rise هستند.

بنابراین اگر لیست انبار فقط «Fenwal 27121 – 450°F» را نشان می‌دهد، بهتر است جنس Head را بدون مشاهده Part Number کامل قطعی اعلام نکنیم.

این موضوع به‌ویژه هنگام تهیه Datasheet، پیشنهاد فنی یا پیش‌فاکتور اهمیت دارد.

پاسخ حرارتی V-Fast

در جدول رسمی Fenwal، نسخه Vertical 27121 در Temperature Setting برابر 450°F دارای RTI حدود 148 (ft·s)½ و Classification برابر V-Fast است.

RTI یا Response Time Index شاخصی است که رفتار حرارتی Detector در برابر تغییر دمای محیط را توصیف می‌کند.

قرار گرفتن در کلاس V-Fast نشان می‌دهد ساختار Detector نسبت به تغییر واقعی حرارت واکنش سریعی دارد. البته زمان عملکرد واقعی همیشه به اندازه Fire، فاصله، جریان هوا، ارتفاع سقف و محل نصب وابسته است.

بنابراین RTI نباید به‌عنوان «زمان Alarm برحسب ثانیه» تفسیر شود.

فاصله نصب مدل 450°F

برای مدل Vertical با دمای 450°F، جدول Fenwal فاصله‌های زیر را ثبت کرده است:

این اعداد مربوط به شرایط مشخص آزمون و سقف صاف هستند. نباید بدون بررسی ارتفاع سقف، موانع و مقررات محلی مستقیماً در هر پروژه استفاده شوند.

برای سیستم‌های Clean Agent یا CO₂ نیز Fenwal فاصله سقفی 20 فوت را پیشنهاد می‌کند، مگر اینکه طراحی یا استاندارد سیستم مقدار دیگری تعیین کرده باشد.

تأثیر ارتفاع سقف بر فاصله Detectorها

گرمای ناشی از Fire هنگام حرکت به سمت سقف پخش و سردتر می‌شود. در نتیجه هرچه ارتفاع سقف افزایش یابد، فاصله مجاز میان Heat Detectorها باید کاهش پیدا کند.

Fenwal جدول Derating مبتنی بر NFPA 72 ارائه کرده است. تا ارتفاع حدود 10 فوت Factor برابر 1 است، اما با افزایش ارتفاع به‌تدریج کاهش پیدا می‌کند.

برای نمونه در ارتفاع‌های حدود 20 فوت، Factor به حدود 0.64 می‌رسد و در ارتفاع 30 فوت حدود 0.34 است.

بنابراین Spacing درج‌شده در Datasheet یک عدد ثابت برای تمام ارتفاع‌ها نیست.

قابلیت نصب افقی یا عمودی

با اینکه 27121 در گروه Vertical DETECT-A-FIRE قرار دارد، خود Detector Position Sensitive نیست.

Fenwal توضیح می‌دهد که واژه Vertical یا Horizontal بیشتر به رایج‌ترین Configuration نصب اشاره دارد و هر نوع را می‌توان بسته به کاربرد در موقعیت متفاوتی نصب کرد.

این انعطاف برای حفاظت از Engine Compartment، تجهیزات فرایندی و ماشین‌آلات صنعتی کاربردی است.

بااین‌حال قسمت Sensing Shell باید در جایی قرار بگیرد که حرارت ناشی از Fire واقعاً به آن برسد.

استفاده در مناطق Hazardous

خانواده Vertical DETECT-A-FIRE برای Ordinary و برخی Hazardous Locationها طراحی شده است. اما Classification دقیق به Variant و Fitting مورد استفاده بستگی دارد.

برای 27121-20 Stainless Steel Head، مستندات Fenwal استفاده در Class I Groups A, B, C, D و Class II Groups E, F, G را با Fitting مناسب ذکر می‌کنند.

مدل 27121-0 Brass Head نیز برای برخی Hazardous Classes مانند Class I Groups B, C, D و Class II Groups E, F, G قابل استفاده است.

این Approval به معنی آن نیست که خود Sensor را بدون تجهیزات نصب مناسب می‌توان در هر Hazardous Area قرار داد.

Fenwal یک Mounting Box ضدانفجار با شماره 06-116317-001 نیز معرفی می‌کند. این Enclosure باید جداگانه از Detector تهیه شود.

کاربرد در نیروگاه و توربین

KiddeFenwal استفاده از DETECT-A-FIRE را در Power Generation و Turbine Protection به‌طور رسمی معرفی می‌کند.

در اطراف Turbine و تجهیزات تولید انرژی ممکن است دمای طبیعی بالا، ارتعاش و شرایط سخت محیطی وجود داشته باشد. بدنه مقاوم و مکانیزم ساده مکانیکی D-A-F برای چنین محیط‌هایی مزیت ایجاد می‌کند.

نسخه 450°F زمانی منطقی است که Ambient Temperature عادی نیز نسبت به مدل‌های کم‌دما بسیار بالاتر باشد.

کاربرد در کوره‌ها و Heat Treating

یکی از منطقی‌ترین کاربردهای Temperature Rating بالا، تجهیزات Heat Treatment و Ovenهای صنعتی است.

KiddeFenwal از DETECT-A-FIRE برای حفاظت از Industrial Ovens و فرآیندهای دمای بالا نام می‌برد.

البته دتکتور نباید مانند ترموکوپل کنترل فرایند درون شعله یا محل اندازه‌گیری مستقیم دمای محصول قرار گیرد.

وظیفه آن تشخیص Overheat یا Fire Condition است، نه کنترل دمای فرایند.

کاربرد در Engine Compartment

Engine Compartments نیز یکی از کاربردهای رسمی D-A-F هستند.

محفظه موتور در حالت طبیعی می‌تواند گرم باشد و در Start-Up یا Full Load تغییرات دمای زیادی ایجاد کند. انتخاب یک Temperature Rating صحیح کمک می‌کند دتکتور بین شرایط طبیعی و افزایش غیرعادی دما فاصله کافی داشته باشد.

Rate Compensation نیز در برابر تغییرات گذرای حرارتی مزیت ایجاد می‌کند.

کاربرد در Paint Spray Booth

KiddeFenwal از DETECT-A-FIRE برای Paint Spray Booth و مناطق ذخیره مواد قابل اشتعال نیز استفاده می‌کند.

در چنین محیط‌هایی بخارات قابل اشتعال و مواد پوششی می‌توانند ریسک Fire را افزایش دهند.

اگر منطقه Hazardous Classification داشته باشد، Variant دتکتور، Mounting Box و روش سیم‌کشی باید دقیقاً با Class و Group مربوطه تطبیق داده شوند.

استفاده در سیستم‌های اطفای حریق

یکی از مهم‌ترین کاربردهای DETECT-A-FIRE، فرمان دادن به سیستم‌های Suppression است.

KiddeFenwal استفاده از این خانواده را برای سیستم‌های:

Clean Agent، CO₂، Inert Gas، Wet Chemical، Dry Chemical و Water-Based Suppression

معرفی می‌کند.

در مدل 27121، بسته‌شدن Contact می‌تواند توسط Releasing Panel یا Interface مناسب تشخیص داده شود.

البته در پروژه‌های حساس، Logic Release باید بر اساس Cause & Effect طراحی شود و استفاده از یک Detector به‌تنهایی برای هر سیستم اطفایی الزاماً مناسب نیست.

اتصال به سیستم اعلام حریق آدرس‌پذیر

Fenwal 27121 خودش Addressable نیست. این محصول یک Sensor مکانیکی با Contact است.

بااین‌حال می‌توان آن را از طریق Monitor Module مناسب به یک کنترل پنل اعلام حریق آدرس‌پذیر متصل کرد.

در این حالت Module آدرس خود را به Panel ارائه می‌کند و تغییر وضعیت Contact دتکتور را به سیستم گزارش می‌دهد.

انتخاب Module، End-of-Line و Circuit Supervision باید مطابق برند کنترل پنل و طراحی پروژه انجام شود.

Self-Restoring بودن Fenwal 27121

یکی از مزیت‌های مهم DETECT-A-FIRE این است که Repeatable و Self-Restoring است. پس از کاهش دما و بازگشت شرایط محیطی، مکانیزم می‌تواند به حالت عادی برگردد.

این ویژگی امکان Functional Test دوره‌ای را ساده‌تر می‌کند و برخلاف Thermal Fuse نیازی به تعویض عنصر بعد از هر تست عادی وجود ندارد.

بااین‌حال Fenwal توصیه می‌کند Detector پس از یک Fire یا Heat-Related Event واقعی تعویض شود.

همچنین سازنده تعویض تجهیز پس از آسیب مکانیکی یا 10 سال سرویس مداوم را توصیه می‌کند.

روش صحیح تست

Fenwal برای بررسی Calibration توصیه می‌کند از Test Kit مناسب استفاده شود.

سازنده هشدار می‌دهد Set Point دستگاه نباید بیش از حدود 100°F / 55°C Overheat شود؛ زیرا حرارت بیش از حد می‌تواند Calibration را جابه‌جا کند.

برای Functional Test می‌توان از Heat Gun، Hair Dryer یا Heat Lamp مناسب استفاده کرد، اما باید سیستم Release قبل از تست ایمن شود تا فرمان ناخواسته اطفا صادر نشود.

استفاده از شعله مستقیم برای تست حرفه‌ای توصیه نمی‌شود.

نگهداری دوره‌ای

KiddeFenwal انجام تست حداقل سالانه را بر اساس NFPA یا مقررات محلی توصیه می‌کند.

در Inspection باید Sensing Shell از نظر ضربه، فرورفتگی، خوردگی و تجمع مواد خارجی بررسی شود.

رنگ، گریس یا رسوبات روی Shell می‌توانند انتقال حرارت را تغییر دهند و عملکرد Detector را تحت تأثیر قرار دهند.

برای محیط‌های خورنده نیز نسخه‌های مشخصی از جمله 27121-20 می‌توانند با Fluorocarbon Coating سفارش داده شوند؛ این گزینه تا حداکثر Temperature Setting حدود 500°F در مدل‌های مربوطه ارائه شده است.

جدول مشخصات فنی Fenwal 27121 مدل 450°F

مشخصات جدول بر اساس دیتاشیت رسمی Fenwal Controls استخراج شده‌اند.

برای مشاهده اطلاعات سازنده می‌توان به صفحه رسمی DETECT-A-FIRE در KiddeFenwal و دیتاشیت رسمی DETECT-A-FIRE مراجعه کرد.

تفاوت Fenwal 27121 مدل 450°F با نسخه 275°F

هر دو محصول از یک خانواده و دارای Contact نوع Normally Open هستند. تفاوت اصلی آن‌ها در Temperature Setting قرار دارد.

نسخه 275°F در حدود 135°C عمل می‌کند، در حالی که نسخه 450°F برای حدود 232°C تنظیم شده است.

همچنین Color Code مدل 275°F آبی و مدل 450°F سبز است. سیم‌کشی نسخه 450°F نیز به دلیل دمای بالاتر از 375°F از عایق TGGT مخصوص دمای بالا استفاده می‌کند.

بنابراین 450°F را نباید فقط به دلیل «تحمل دمای بیشتر» جایگزین نسخه 275°F کرد. Temperature Rating باید دقیقاً بر اساس Ambient Temperature و Fire Scenario انتخاب شود.

جمع‌بندی

دتکتور حرارتی Fenwal 27121 مدل 450°F یک آشکارساز حرارتی صنعتی Rate-Compensated برای محیط‌هایی با دمای بسیار بالا است. Set Point حدود 232°C، کنتاکت Normally Open، پاسخ حرارتی V-Fast و Sensing Shell از Stainless Steel Type 300 از مهم‌ترین مشخصات این مدل هستند.

فناوری Rate Compensation به Detector اجازه می‌دهد در حریق‌های سریع زودتر واکنش نشان دهد و در برابر بسیاری از تغییرات موقت دمایی نسبت به Rate-of-Rise Detectorهای ساده پایدارتر باشد.

این محصول برای تجهیزات صنعتی گرم، کوره‌ها، محفظه موتور، نیروگاه‌ها و بعضی سیستم‌های Fire Suppression قابل استفاده است؛ اما Set Point بالا باعث می‌شود برای فضاهای معمولی مناسب نباشد.

هنگام سفارش نیز باید کد کامل محصول بررسی شود. مدل 27121-0 دارای Brass Head است، در حالی که 27121-20 از Stainless Steel Head استفاده می‌کند. بنابراین فقط عبارت «27121 450°F» برای تعیین کامل ساختار مکانیکی تجهیز کافی نیست.

برای طراحی سیستم و انتخاب دقیق Detector، Panel و Interface می‌توان از خدمات ایمن سازه وزین استفاده کرد.