CC BY
18
кам, так и по технологиям монтажных операций и обслуживанию.
Основой гибких систем О и ГВ ТН, например, для дачного и коттеджного строительства могут служить тепловые насосы средней мощности типовой серии. В то же время необходимо предусмотреть в систем О и ГВ ТН возможность наращивания мощности, так как практика индивидуального строительства в последнее время развивается по принципу увеличения этажности домов, следовательно и расширения потребности в источниках тепла, а также появляются желания иметь в помещениях теплые полы, бассейны с подогревом и т.д.
Гибкость в этом случае системы О и ГВ ТН должна, прежде всего, определяться способностью оперативно перестраиваться на новые функциональные потребности отапливаемых помещений и других потребителей тепла, и горячего водоснабжения при минимальных затратах и сохранении уровня комфортности проживания человека.
Другими словами, система О и ГВ ТН для индивидуального строительства должна быть адаптивной, т.е. приспоса-бливаемостью к быстро изменяющимся условиям функционирования. Это значит, что в ней должны быть заложены условия многофункциональности и при незначительной модернизации система способна приобрести новые рабочие характеристики. А это в свою очередь обеспечит системе расширение спроса за счет повышения уровня универсальности, что позволит использовать систему О и ГВ ТН и в других сферах потребления тепловой энергии, например, в производственных помещениях ЖКХ и службы быта. Это связано с тем, что на малых предприятиях особенно остро ставится вопрос энергопотребления, так, как правило, все виды ресурсов у них жестко ограничены и существенно влияют на стабильность функционирования. В связи с этим, задачи в области энергосбережения в них направлено воздействует на экономическое состояние предприятия, а так же определяют его текущее положение и влияют на развитие производственных мощностей.
Отмеченное тут во многом и определяет перспективу развития систем О и ГВ на основе тепловых насосов у нас в стране, что соответствует в полной мере, например, и вы-
сказываниям член-корреспондента РАН С.П.Филиппова на совместном заседании Научных советов РАН «Теплофизика и теплоэнергетика» и «Комплексные проблемы энергетики», 18 февраля 2010 г. Который, в частности, отметил, что, учитывая темпы современного малоэтажного строительства в субъектах федерации, прогнозы Минэкономразвития РФ роста тарифов на электроэнергию и газ, можно прогнозировать спрос на использование тепловых насосов на цели теплоснабжения жилых зданий. В перспективе до 2030 г. в стране в целом может быть востребовано порядка 3,4-4,4 ГВт теплонасосной мощности, что составляет 9-11% от вводимой тепловой мощности малоэтажной застройки. Их установка позволит экономить топливо в количестве около 3,8 млн т у.т. в год[1,2].
В сфере коммунального и бытового хозяйства эффективность применения тепловых насосов находится, практически, в не области обеспечения гибкости тепловых насосов, так как их ассортимент на рынке значителен, а рамках гибкости схем подключения, оптимизации коммутационных аппаратных и гидравлических систем, обеспечивающих энергоэффективность, стабильность и надежность всей системы О и ГВ ТН помещений различного назначения и занимаемой площади.
Заключение
На основе изучения условий функционирования и современных тенденций развития отечественных и зарубежных ТН и систем отопления и ГВ на их базе, их востребованность и перспективность сделаны выводы об актуальности и научной обоснованности дальнейших исследований и разработок в области совершенствования систем отопления и горячего водоснабжения помещений.
Литература:
1.Филиппов С.П. Малая энергетика в России // Теплоэнергетика, 2009, № 8, с. 38-42.
2. Филиппов С.П., Дильман М.Д. Доклад «Развитие малой энергетики в России: состояние и перспективы» / Совместное заседание Научных советов РАН «Теплофизика и теплоэнергетика» и «Комплексные проблемы энергетики», 18 февраля 2010 г., Москва, ОИВТ РАН.
ОГНЕТУШИТЕЛЬ УГЛЕКИСЛОТНЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ
Тайсумов Хасан Амаевич
Доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Академии Государственной противопожарной службы МЧС России,
г. Москва
FIRE EXTINGUISHER COMBINED CARBON DIOXIDE
Taysumov Hasan Amaevich
Doctor of Technical Sciences, professor, leading researcher Academy of the State Fire Service ofEMERCOM of Russia,
Moscow
АННОТАЦИЯ
Исследование относится к средствам тушения пожаров сжиженной углекислотой с комбинированными огнетушащими составами. Благодаря замене в стандартном огнету-шителе сифона на газопроницаемую трубку (аэратор), удалось осуществить смешение жидкой углекислоты с не смешивающимися с ней низкотемпературными составами: вод-ный раствор 20% MgCl2; пенообразователь A3F (3%); хладон - фреон R410A; силикон - ПМС 200/0,65, что позволило расширить об-
ласть применения жидкой углекислоты на тушение пожаров всех известных классов. ABSTRACT
The &udy refers to the means of extinguishing fires combined with liquefied carbon dioxide extinguishers. By replacing the Sandard ognetu-extinguishers to siphon gas-permeable tube (aerators), succeeded in mixing with liquid carbon dioxide is not miscible with her low-temperature formulations: water-solution was 20% MgCl2; A3F foaming agent (3%); Freon - Freon R410A; silicone - PMS 200 / 0.65, which made it possible to extend the scope of liquid carbon dioxide to put out fires all known classes.
Ключевые слова: огнетушитель углекислотный, сифонная трубка аэратор, смешение зарядов, область применения.
Keywords: сarbon dioxide fire extinguisher, siphon tube aerator, the displacement of the charges, the area of application.
Известно, что огнетушащие средства оказывают, как правило, комбиниро-ванное воздействие на процесс горения веществ. Например, вода может охла-ждать и изолировать (или разбавлять) источник горения; пенные средства действуют как изолирующие и охлаждающие; наиболее эффективные газовые средства воздействуют на процесс горения одновременно как ингибиторы и как разбавители; порошки могут ингибировать горение и создавать условия преграждения огня при образовании устойчивого порошкового облака.
Однако для любого огнетушащего средства характерно какое-либо одно доминирующее свойство.
Например, вода оказывает преимущественно охлаждающее воздействие на пламя, пены - изолирующее, ог-нетушащие средства на основе галогеноуглеводородов и порошковые составы - специфическое ингибирующее действие. Кроме того, в зависимости от условий применения проявляется то или иное свойство огнетушащего вещества. Некоторые порошковые составы при тушении горящих металлов проявляют в основном изолирующие свойства, а при подавлении горения углеводородов - ингибирующие.
Пожары классифицируются по виду горючего материала и подразделяются на следующие классы:
1) пожары твердых горючих веществ и материалов (А);
2) пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов (В);
3) пожары газов (С);
4) пожары металлов (Р);
5) пожары горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением (Е);
6) пожары ядерных материалов, радиоактивных отходов и радиоактивных веществ (Р).
Вещество, которое используется в углекислотных огнетушителях, это дву-окись углерода (СО2).
Для углекислоты давление тройной точки равно 5,11 атм (температура тройной точки —56,6°С). Поэтому, при атмосферном давлении углекислота может существовать только в твердом и газообразном состоянии.
Главная задача углекислотного огнетушителя это сбить пламя. Ко-гда углекислотный огнетушитель срабатывает, то углекислота под давлением выбрасывается в виде белой пены на расстояние примерно двух метров. Температура струи около минус 70 градусов по Цельсию.
Максимальная зона покрытия огнетушащего вещества достигается регулировкой направления пластикового раструба на очаг возгорания. Углекислота, попадая на горящее вещество, препятствует поступлению кислорода, низкая температура охлаждает и предотвращает распространение пламени, это останавливает процесс горения.
Углекислотные огнетушители очень эффективно сбивают пламя в начале пожара. Лучше всего применять углекис-
лотные огнетушители для тушения чего-нибудь очень важного, того, что нельзя повредить, например, компьютеров, аппаратуру, салон автомобиля, так как после использования двуокись углерода испаряется и не оставляет следов.
Огнетушители углекислотные (ОУ), применяются для тушения горючих веществ только класса: (В, С, Е).
Углекислотный огнетушитель, представляет собой стальной баллон высокого давления (давление внутри корпуса 5,7 МПа), который оснащен запорно-пусковым устройством с клапаном сброса избыточного давления и пластиковым конусообразным раструбом.
Эксплуатация огнетушителей и меры безопасности определяются инструк-циями.
Исследованиями последних лет доказано, что даже простым смешением огнетушащих веществ можно значительно повысить огнетушащую способность состава по сравнению с исходными компонентами.
Углекислотный огнетушитель обладает очень низкой ог-нетушащей эффек-тивностью в открытых пространствах и ограниченной возможностью использования для тушения других классов пожаров.
Этих недостатков лишен огнетушитель углекислотный комбинированный, предлагаемый в изобретении.
Огнетушитель углекислотный комбинированный для тушения пожаров, включающий баллон, сифон и запорную аппаратуру, отличающийся тем, что для расширения сферы его использования на пожаре, он в качестве сифона включает газопроницаемую трубку (аэратор), для смешения жидкой углекислоты с не смешивающимися с ним низкотемпературными огнетушащими составами.
В испытаниях с углекислотой, огнетушители серии ОУ были использованы следующие вещества и оборудование:
1. Магний хлористый 6-водный, по ГОСТ, 4209.
2. Морозоустойчивый пенообразователь AFFF 3 % (-40 оС) ORCHIDEE GERMANY
3. Хладон - озонобезопасный фреон R410A.
4. Полидиметилсилоксан, ПМС 200/0,65 - Производство DOW CORNING®.
5. Уксусная кислота, ГОСТ 19814-74.
6. Вода питьевая.
7. Огнетушитель углекислотный ОУ-1, ГОСТ Р51057-2001.
8. Огнетушитель углекислотный ОУ-1 с сифоном (пористым аэратором) "КРЕАЛ", диаметром пор, 40 -100 мкм.
Наибольшую перспективу для создания низкотемпературных водных растворов представляют не токсичные и пожаробезопасные минеральные соли - MgCl2, CaCl2.
В водных растворах при концентрациях 20-30% эти соли способны понизить температуру замерзания воды до минус 30 и 50°С - соответственно.
По мнению исследователей, MgCl2 - безопасен для окружающей среды.
Ни один из современных антиобледенителей не может сравниться с ним по эффективности и экономичности использования.
Эксплуатационные преимущества, MgCl2 по сравнению с другими мине-ральными солями, стали основанием для его использования в качестве компо-нента в комбинированных составах с сжиженной углекислотой.
Для предотвращения взаимодействия между компонентами водный раствор 20% хлористого магния подкисляют уксусной кислотой (1.5%).
Заряд 1 - включает сжиженную углекислоту и водный раствор 20 % MgCl2, в объемном соотношении 1:1.
Заряд 2 - включает сжиженную углекислоту с морозоустойчивым пенообразователем - AFFF 3 % (-40 оС) ORCHIDEE GERMANY, в объемном соотношении 1/1.
Заряд 3 - включает сжиженную углекислоту с хладо-ном - фреон R410A,
в объемном соотношении 1/1.
В химическом отношении фреоны очень инертны. Фреон не только не спо-собен воспламениться на воздухе, он даже при контакте с открытым пламенем не взрывается. Фреон R410A - безопасен для человека и окружающей среды.
Заряд 4 - включает сжиженную углекислоту с полиди-метилсилоксаном ПМС 200/065 в объемном соотношении 1/1.
Наиболее ценными техническими свойствами крем-нийорганических жидкостей являются:
- широкий диапазон рабочих температур, то есть низкая температура застывания и стойкость к термоокислению до 200-250 0 С длительно и до 300-350 С кратковременно;
- незначительное изменение вязкости при значительном изменении температуры;
- высокие диэлектрические свойства;
- химическая инертность;
- низкое поверхностное натяжение, то есть высокая смачивающая способ-ность;
- низкая токсичность;
- плохая воспламеняемость;
- низкое давление насыщенных паров;
- высокая сжимаемость;
- стабильность характеристик в широком диапазоне температур.
Отечественная промышленность выпускает также оли-гоорганосилоксаны, различные по строению и свойствам, безопасные для человека и окружающей среды, перспективные в качестве комбинированных огнетушащих средств, в сочетании со сжиженной углекислотой.
В основе сочетания указанных составов лежит идея повышения огнетушащей эффективности традиционных средств пожаротушения за счет получения синергетическо-го эффекта путем соединения ингибирующих свойств с изолирующей и охлаждающей способностью.
Для получения комбинированного заряда, с пустого баллона снимают запорно-пусковое устройство и заменяют в нем монолитный сифон на сифон-аэратор. Баллон, вначале заполняют необходимым объемом испытуемого состава, а затем после установки запорно-пускового устройства заполняют сжиженной углекислотой.
Инструкция, по использованию огнетушителя углекис-лотного комбиниро-ванного, корректируется относительно инструкции, рекомендованной для стандартных огнетушителей углекислотных (серии - ОУ).
В таблице приведена классификация пожаров и рекомендуемые огнетушащие вещества согласно ГОСТ и предлагаемому изобретению.
Таблица
Классификация пожаров и рекомендуемые огнетушащие вещества согласно ГОСТ и предлагаемому изобретению
Класс пожара Характеристика класса Подкласс пожара Характеристика подкласса Рекомендуемые огнетушащие ве-ще-ства и способы тушения по ГОСТ Согласно изобре-те-нию: Сжиженный СО2 + морозоустойчивые составы 1:1
А Горение твердых веществ А1 Горение твердых веществ, сопровождаемое тлением (например, древесина, бумага, уголь, текстиль) Вода со смачивателями, хладоны, порошки типа АВСЕ Водный раствор 20% Mga2
А2 Горение твердых веществ, не сопровождаемое тлением (каучук, пластмассы) Все виды огнетушащих веществ Водный раствор 20% Mga2
В Горение жидких веществ В1 Горение жидких веществ, нерастворимых в воде (бензин, нефтепродукты), а также сжижаемых твердых веществ (парафин) Пена, распыленная вода, хладоны, по-рошки типов АВСЕ и ВСЕ Пенообразователь AFFF 3 % (-40 оС)
В2 Горение полярных жидких веществ, растворимых в воде (спирты, ацетон, глицерин и др.) Пена на основе специальных пе-но-образователей, рас-пыленная вода, хладоны, порошки типов АВСЕ и ВСЕ Пенообразователь AFFF 3 % (-40 оС)
С Горение газообразных веществ Бытовой газ, пропан, водород, аммиак и др. Объемное тушение и флегматизация газовыми составами, порошки типов АВСЕ и ВСЕ, вода для охлаждения оборудования Хладон фреон R410A Полидиме-тилсилоксан ПМС 200/0,65
D Горение металлов и ме-тал-лосодержащих веществ D1 Горение легких металлов и их сплавов (алюминий, магний и др.), кро-ме щелочных Специальные порошки Полидиметил-силоксан ПМС 200/0,65
D2 Горение щелочных металлов (натрий, калий и др.) Специальные порошки Полидиметил-силоксан ПМС 200/0,65
D3 Горение металлосодер-жащих соединений (ме-таллооргани-ческие соеди-нения, гидриды металлов) Специальные порошки Полидиметил-сидоксан ПМС 200/0,65
Е Объект тушения находится под электрическим напряжением Горение установок и оборудования, находящихся под электрическим напряжением Двуокись углерода, порошки типов АВСЕ или ВСЕ, хладоны, тонкораспыленная вода (импульсная подача) Полидиметил-силоксан ПМС 200/0,65
F Пожары ядерных материалов, ра-диоактивных отходов и радио-активных веществ В соответствии с классом пожара Полидиметил-силоксан ПМС 200/0,65
Исследования показывают, что горючие материалы класса «А» экономически предпочтительно тушить комбинированным средством - сжиженная углекислота/водный раствор 20% MgQr По сравнению с обычным применением растворов MgQ2, например, при тушении лесных и торфяных пожаров, эффективность тушения повышается за счет воздействия низких температур. (Известно, что стандартные углекислотные огнетушители применять для тушения пожаров
класса «А» - не рекомендуется).
Что касается применения комбинированного состава -сжиженная углекислота/ пенообразователь AFFF 3 % (-40 °С), при тушении пожаров класса «В», то помимо увеличения огнетушащей эффективности состава за счет понижения температуры, достигается возможность в стационарных условиях, например, при тушении горючих жидкостей в резервуарах не использовать концевые устройства - генераторы пены, которые часто разрушаются при пожаре. Газонаполненную пену, образующуюся в сифонной трубке (аэраторе) можно подавать в резервуар через трубопровод [1].
Эффективность тушения пожаров класса «С», «D», «Е» и «F» - обусловлена, как низкими температурами комбини-
рованных составов, так и физико-химическими свойствами применяемых веществ.
Приведенные в таблице сведения также показывают, что благодаря применению сифона - аэратора в устройстве огнетушителя углекислотного (ОУ), комбинированные составы, обладающие синергетическим эффектом, могут быть использованы для тушения пожаров различных известных классов.
Список литературы:
1. Taysumov H.A. Pneumatic generator of foam. PCT/ RU 2012/000929
№ W02014/074006. 15.05.2014.
