СИСТЕМА ГАЗОСНАБЖЕНИЯ МНОГОЭТАЖНОГО ДОМА

Область техники
Полезная модель относится к средствам своевременного отключения подачи газа в помещения домов (зданий) в случае утечки газа и информирования о возникновении данной аварийной ситуации в системе газоснабжения здания. Решение может быть использовано при создании, например, дистанционной системы для многоквартирного дома, обеспечивающей контроль утечки газа, оперативное отключение подачи газа с одновременными включениями звуковой и/или световой сигнализации, вентиляции и выключением электроэнергии (исключая аварийное освещение), а также выдачей информационного сообщения о возникновении аварийной ситуации в сети газоснабжения здания.
Уровень техники
Известно устройство для обеспечения газоснабжения жилых зданий (http://stroyanka.ru/publ/3-1-0-9), состоящее из газового оборудования, включающего в себя домовую сеть газоснабжения (от запорного устройства на вводе) и газовую аппаратуру и приборы (плиты, водоподогреватели, отопительные печи и т.п.), использующие газ в качестве топлива. Домовая сеть газоснабжения включает следующие внутридомовые газопроводы - магистральную линию, стояки и разводящие сети, выполненные из черных стальных газовых труб. При этом стояки проложены в нежилых помещениях, а разводящие сети подводят газ к приборам (кухонные плиты, газовые колонки, печи, котлы и т.п.). Данные устройства нашли широкое применение в системах газоснабжения для многоквартирных домов, в том числе системах автономного газоснабжения для многоквартирных домов (.id= 12).
Недостатками известного технического решения является недостаточная надежность газоснабжения.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение надежности газоснабжения.
Поставленная цель достигается за счет того, что в системе газоснабжения многоэтажного дома, содержащей магистральный газопровод, подземное отключающее устройство, отключающее устройство, средство аварийного отключения газа, подводящий газопровод, разводящие газопроводы, запорную арматуру, потребителей газа, датчики утечки газа, кнопки подачи сигнала, датчиковую линию связи, сигнальную линию связи, блок управления, пульт управления, при этом магистральный газопровод соединен с подводящим газопроводом последовательно через отключающее устройство и средство аварийного отключения газа, разводящие газопроводы соединены с подводящим газопроводом через запорную арматуру, потребители газа соединены с разводящими газопроводами через соответствующую запорную арматуру, потребители газа установлены на каждом эксплуатируемом этаже многоэтажного дома, датчики утечки газа установлены на каждом эксплуатируемом этаже в зоне установки потребителей газа, кнопки подачи сигнала установлены на каждом эксплуатируемом этаже, блок управления своим входом соединен с пультом управления, датчики утечки газа и кнопки подачи сигнала соединены со входами блока управления посредством датчиковой линии связи и сигнальной линии связи соответственно, блок управления своим выходом соединен со средством аварийного отключения газа.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежом, где на фигуре изображена схема размещения элементов устройства внутри здания и их возможного соединения между собой.
На чертеже обозначены: подводящий газопровод 1, разводящий газопровод 2, датчик утечки газа 3, кнопка подачи сигнала 4, датчиковая линия связи 5, сигнальная линия связи 6, блок управления 7, пульт управления 8, сетевой провод 9, внутренний источник электропитания 10, магистральный газопровод 11, подземное отключающее устройство 12, отключающее устройство 13, средство аварийного отключения газа 14, потребитель газа 15, запорная арматура 16.
Раскрытие полезной модели
Основными элементами устройства являются - датчики утечки газа 3, блок управления 7 и средства аварийного отключения газа 14, обеспечивающие непосредственное выполнение основной целевой функции устройства - аварийное отключение подачи газа в подводящие газопроводы 1 здания посредством закрытия входящих в состав средств аварийного отключения газа 14 исполнительных устройств, например, быстродействующих запорных шаровых кранов (или отсечных клапанов) с электроприводом, по соответствующей команде, поступающей от блока управления 7.
Магистральные газопроводы 11 представляют собой подземные газовые магистрали низкого давления, выполненные из черных стальных газовых труб, и предназначены для подачи газа к зданиям. Для управления потоком газа, подаваемого по магистральным газопроводам 11 низкого давления, используются подземные отключающие устройства 12, например, шаровые краны в подземном исполнении, т.е. когда сам кран расположен в земле, а управление им выведено наружу. При этом подземное отключающее устройство 12 изолируются от воздействия земли и грунтовых вод, причем изоляция не должна нарушаться в течение всего срока эксплуатации, например, более десяти лет.
Подводящий газопровод 1 является элементом внутридомовой сети газоснабжения, предназначенным для подачи газа от магистрального газопровода 11 к разводящим газопроводам 2. Подводящий газопровод 1 представляет собой трубопровод низкого давления, выполненный из черных стальных газовых труб и проложенный, как правило, в нежилых помещениях, а в месте соединения с магистральным газопроводом 11 - вне здания. Непосредственно у ввода в здание (жилой дом) подводящий газопровод 1 оборудуется отключающим устройством 13 (запорным устройством) на высоте не более 1,8 м от поверхности земли. В качестве отключающего устройства 13, установленного на подводящем газопроводе 1, может быть использована запорная арматура 16, например, в виде газового шарового крана, обеспечивающего стопроцентную надежность перекрытия потока подаваемого газа.
Разводящий газопровод 2 является элементом внутридомовой сети газоснабжения, предназначенным для подачи газа от подводящего газопровода 1 к потребителям газа 15, т.е. к газовым аппаратам и приборам, например, газовым плитам, газовым проточным водонагревателям, газовым отопительным аппаратам (котлам) и т.п. Разводящий газопровод 2 представляет собой сеть трубопроводов низкого давления, выполненных из черных стальных газовых труб и проложенных открыто в жилых помещениях, например, кухнях, ванных комнатах, подсобных (технических) помещениях и т.п. В непосредственной близости к местам подключения разводящих газопроводов 2 к потребителям газа 15 каждый из них оборудуется запорной арматурой 16, например, в виде газового шарового крана, обеспечивающего стопроцентную надежность перекрытия потока газа, подаваемого к конкретному потребителю газа 15.
Средство аварийного отключения газа 14 предназначено для быстрого перекрытия потока газа в аварийных ситуациях. Средство аварийного отключения газа 14 установлено между магистральным газопроводом 11 и подводящим газопроводом 1. Конструктивно средство аварийного отключения газа 14 может быть выполнено, например, в виде быстродействующего запорного (отсечного) шарового крана с электроприводом или нормально открытого предохранительного запорного клапана с электромагнитным управлением с электропитанием напряжением 12 В и временем срабатывания - до 1 с. Средство аварийного отключения газа 14 подключено к блоку управления 7. Управление работой средства аварийного отключения газа 14 производится посредством электрического сигнала (электрического импульса).
Датчик утечки газа 3 устанавливается в жилых помещениях, например, кухнях, ванных комнатах, подсобных (технических) помещениях, т.е. в местах установки потребителей газа 15, и предназначен для обнаружения утечек бытового, природного и сжиженного газа в закрытых помещениях. Датчик утечки газа 3 представляет собой многофункциональное устройство, обеспечивающее установление как самого факта утечки газа, так и определение степени загазованности помещения (уровня концентрации газа) с выдачей сигналов аварийной звуковой и/или световой сигнализации и трансляцией соответствующих сигналов в блок управления 7 (и, соответственно, на пульт управления 8). Датчик утечки газа 3 имеет возможность автоматического прекращения подачи сигналов тревоги при падении концентрации газа в помещении ниже установленных значений. Конструктивно датчик утечки газа 3 может быть выполнен, например, как единое интегрированное устройство с полупроводниковым датчиком, использующим электрохимический метод обнаружения газов, и вычислительным средством, выполненным как аппаратное или аппаратно-программное устройство, с монитором, рядом светодиодных индикаторов, звуковым сигналом и кнопкой (клавишей) «Вкл.-Откл.». Датчики утечки газа 3 подключены к датчиковой линии связи 5, при этом их электропитание обеспечивается от блока управления 7.
Датчиковая линия связи 5 представляет собой многожильный кабель, обеспечивающий либо непосредственное подключение датчиков утечки газа 3 к блоку управления 7, либо их соединение по системной шине.
Кнопка подачи сигнала 4 монтируется в квартире и предназначена для формирования и выдачи в блок управления 7 сигнала тревоги об утечке газа в помещении, а также голосового сообщения о возможной аварийной ситуации. Конструктивно кнопка подачи сигнала 4 может быть выполнена, например, в виде небольшого устройства, содержащего на передней панели кнопку (клавишу или тумблер), нажатие на которую (или переключение которого) обеспечивает выдачу в блок управления 7 сигнала о возможной утечке газа в помещении. При этом кнопка подачи сигнала 4 как устройство может быть оборудована средствами голосовой связи (например, микрофоном, громкоговорителем, усилителем, кнопкой «Вкл.-Выкл.» связи и др.) с пультом управления 8, работающими в режиме, например, дуплексной связи. Кроме того, кнопка подачи сигнала 4 как устройство может содержать, например, комплект расположенных в определенном порядке дополнительных функциональных кнопок (клавиш и т.п.) для выдачи сигналов аварийной звуковой и/или световой сигнализации, а также кнопку (клавишу) “Сброс”, предназначенную для отключения сигнала тревоги. Кнопки подачи сигнала 4 подключены к сигнальной линии связи 6, при этом их электропитание обеспечивается от блока управления 7.
Сигнальная линия связи 6 представляет собой многожильный кабель, обеспечивающий либо непосредственное подключение кнопок подачи сигнала 4 к блоку управления 7, либо их соединение по системной шине.
Пульт управления 8 монтируется в служебном помещении (диспетчерской, комнате дежурного и т.п.) и предназначен для информирования эксплуатирующего персонала о наличии и характере аварийной ситуации по утечке газа на внутридомовых газопроводах, а также выдачи соответствующих команд в блок управления 7 на срабатывание соответствующего средства аварийного отключения газа 14. Пульт управления 8 может представлять собой, например, вычислительное средство, выполненное как аппаратное или аппаратно-программное устройство, с монитором и клавиатурой. В качестве монитора может быть использован, например, LCD монитор или сенсорный монитор, а в качестве клавиатуры - пульт с ограниченным набором функциональных клавиш (кнопок) либо изображение на экране сенсорного монитора. Пульт управления 8 может быть дополнительно оснащен средствами аварийной звуковой и/или световой сигнализации, например, сиреной и/или светодиодами, которые могут проинформировать об утечке газа в той или иной части подводящего газопровода 1 или разводящего газопровода 2. Кроме того, пульт управления 8 может быть оборудован средствами голосовой связи (например, микрофоном, громкоговорителем, усилителем, кнопкой «Вкл.-Выкл.» связи и др.), работающими в режиме, например, дуплексной связи, для реализации режима громкоговорящей связи с конкретным абонентом кнопки подачи сигнала 4. Пульт управления 8 с помощью многожильного кабеля подключен непосредственно к блоку управления 7 либо соединен по системной шине, при этом электропитание пульта управления 8 обеспечивается от блока управления 7.
Блок управления 7 монтируется в служебном помещении (диспетчерской, комнате дежурного и т.п.). Блок управления 7 предназначен для получения и обработки сигналов от датчиков утечки газа 3, подключенных к нему с помощью датчиковой линии связи 5, получения и обработки сигналов от кнопок подачи сигнала 4, подключенных к нему с помощью сигнальной линии связи 6, выдачи (трансляции) соответствующих сигналов и голосовой информации на пульт управления 8, трансляции голосовой информации с пульта управления 8 на соответствующую кнопку подачи сигнала 4, получения и обработки команд от пульта управления 8, а также выдачи команд (управляющих сигналов) на исполнительное устройство - средство аварийного отключения газа 14, с целью его срабатывания, т.е. перекрытия подводящего газопровода 1 либо последующего его открытия. Блок управления 7 представляет собой вычислительное средство, выполненное как аппаратное или аппаратно-программное устройство, изготовленное как отдельный блок с непосредственным подключением к нему или с подключением по системной шине датчиков утечки газа 3 (по датчиковой линии связи 5), кнопок подачи сигнала 4 (по сигнальной линии связи 6) и пульта управления 8, а также средств аварийного отключения газа 14 и внутреннего источника электропитания 10.
Внутренний источник электропитания 10 предназначен для снабжения электрической энергией безопасным напряжением, например, 12 В всех элементов устройства и может представлять собой, например, источник бесперебойного питания, содержащий в своем составе аккумуляторную батарею, обеспечивающую электропитание устройства при отключении напряжения в электросети. Внутренний источник электропитания 10 подключается к промышленной однофазной электрической сети напряжением 220 В с помощью сетевого провода 9.
Осуществление полезной модели
Полезная модель реализуется следующим образом.
Датчики утечки газа 3 и кнопки подачи сигнала 4 установлены в квартирах (причем датчики утечки газа 3 в помещениях, например, кухнях, ванных комнатах, подсобных (технических) помещениях, т.е. в местах установки потребителей газа 15, а кнопки подачи сигнала 4 - в общедоступных местах) и с помощью, соответственно, датчиковой линии связи 5 и сигнальной линии связи 6 подключены к блоку управления 7. Блок управления 7, пульт управления 8 и внутренний источник электропитания 10 установлены в служебном помещении (диспетчерской, комнате дежурного и т.п.), при этом блок управления 7 и пульт управления 7 соединены между собой с помощью многожильного кабеля, а внутренний источник электропитания 10 подключен к блоку управления 7. Внутренний источник электропитания 10 с помощью сетевого провода 9 подключен к промышленной однофазной электрической сети напряжением 220 В. Функционирование датчиков утечки газа 3, кнопок подачи сигнала 4 и пульта управления 8 осуществляется как с применением напряжения 220 В от промышленной однофазной электрической сети, так и безопасного напряжения, например, 12 В, выдаваемого через блок управления 7.
Средства аварийного отключения газа 14 установлены между магистральным газопроводом 11 и подводящими газопроводами 1 непосредственно после установленных отключающих устройств 13. Электроприводы, входящие в состав средств аварийного отключения газа 14, подключены к блоку управления 7 и снабжаются от него либо напряжением 220 В, либо безопасным напряжением, например, 12 В.
При увеличении концентрации газа в помещении выше установленных значений происходит срабатывание датчика утечки газа 3 с одновременным определением величины концентрации газа в помещении, после чего соответствующий сигнал по датчиковой линии связи 5 передается в блок управления 7. Одновременно информация о зафиксированной величине концентрации газа выдается на монитор датчика утечки газа 3 и дублируется включением соответствующего светодиодного индикатора и звуковой сигнализации. Так как в блоке управления 7 все датчики утечки газа 3 строго идентифицированы по месту их установки, то после получения сигнала блок управления 7 локализует место возможной утечки газа, диагностирует характер (степень) аварийности и квалифицирует аварийную ситуацию.
В случае получения сигнала от какой-либо из кнопок подачи сигнала 4, строго идентифицированных в блоке управления 7 по месту их установки, блок управления 7 локализует место возможной утечки газа и квалифицирует ситуацию как аварийную с формированием команды на открытие голосовой связи между пультом управления 8 и сработавшей кнопкой подачи сигнала 4.
Блок управления 7 может функционировать в двух режимах - информационном и автоматическом.
При работе в информационном режиме блок управления 7 после квалификации аварийной ситуации формирует и передает на пульт управления 8 информационный сигнал, содержащий данные о месте и характере аварии (утечке газа), после чего сам блок управления 7 переходит в режим ожидания команды от пульта управления 8. После получения информационного сигнала от блока управления 7 на монитор пульта управления 8 производится вывод полученной информации об аварии (утечке газа) и включается (при необходимости) аварийная звуковая и/или световая сигнализация. Нажатием соответствующей кнопки (клавиши) на пульте управления 8 дежурный оператор (или иное ответственное должностное лицо) передает в блок управления 7 команду, которая исполняется им путем подачи сигнала (электрического импульса, например, напряжением 220 В или 12 В) на электропривод соответствующего средства аварийного отключения газа 14. После этого блок управления 7 блокирует повторную выдачу сигнала на сработавшее средство аварийного отключения газа 14 (т.е. блокирует повторные сигналы нажатия соответствующей аварийной кнопки на пульте управления 8 в отношении сработавшего средства аварийного отключения газа 14) до получения соответствующей команды на его открытие от пульта управления 8 или команды «Сброс аварии» от пульта управления 8 (в случае «ручного» открытия средства аварийного отключения газа 14).
При работе в автоматическом режиме блок управления 7 после квалификации аварийной ситуации формирует и передает на пульт управления 8 информационный сигнал, содержащий данные о месте и характере аварии (утечке газа). После получения информационного сигнала от блока управления 7 на монитор пульта управления 8 производится вывод полученной информации об аварии и включается (при необходимости) аварийная звуковая и/или световая сигнализация. Если аварийная ситуация квалифицирована блоком управления 7 как незначительная или допустимая (исходя из допустимого уровня концентрации газа в помещении), то блок управления 7 переходит в штатный режим ожидания сигналов (о снижении или повышении уровня концентрации газа) от датчиков утечки газа 3 или команды от пульта управления 8. Если же аварийная ситуация квалифицирована блоком управления 7 как недопустимая (исходя из превышения допустимого уровня концентрации газа в помещении), то блок управления 7 выдает сигнал (например, электрический импульс напряжением 220 В или 12 В) на электропривод соответствующего средства аварийного отключения газа 14, при срабатывании которого происходит перекрытие подачи газа в подводящий газопровод 1. Так как средство аварийного отключения газа 14 переводится из состояния «открыто» в состояние «закрыто» и из состояния «закрыто» в состояние «открыто» путем подачи сигнала (например, электрического импульса напряжением 220 В или 12 В) на электропривод соответствующего средства аварийного отключения газа 14 (при этом процесс открытия или закрытия, например, газового шарового крана завершается срабатыванием одного из концевых выключателей, входящих в состав его электропривода), то блок управления 7 блокирует повторную подачу сигнала на сработавшее средство аварийного отключения газа 14 до получения соответствующей команды на его открытие от пульта управления 8 или команды «Сброс аварии» от пульта управления 8 (в случае «ручного» открытия средства аварийного отключения газа 14).
После ликвидации аварии дежурный оператор (или иное ответственное должностное лицо) посредством нажатия соответствующей кнопки (клавиши), например, на открытие средства аварийного отключения газа 14, на пульте управления 8 передает в блок управления 7 команду, которая исполняется им путем подачи сигнала (например, электрического импульса напряжением 220 В или 12 В) на электропривод соответствующего средства аварийного отключения газа 14, в результате чего происходит открытие ранее закрытого средства аварийного отключения газа 14, а блок управления 8 переходит в штатный режим ожидания сигналов от датчиков утечки газа 3. В случае «ручного» открытия после ликвидации аварии ранее закрытого средства аварийного отключения газа 14 дежурный оператор (или иное ответственное должностное лицо) посредством нажатия соответствующей кнопки (клавиши), например, «Сброс аварии», на пульте управления 8 передает в блок управления 7 команду, по которой блок управления 7 переходит в штатный режим ожидания сигналов от датчиков утечки газа 3.
Таким образом, в предлагаемом устройстве реализована двухканальная система контроля утечки газа, основанная на системе датчиков утечки газа 3 и сигнальной линии связи 6, объединяющей кнопки подачи сигнала 4, с установкой в подводящих газопроводах 1 здания средств аварийного отключения газа 14 с дистанционным управлением их электроприводами, что позволяет обеспечить оперативное и своевременное отключение подачи газа и, тем самым, минимизировать ущерб от возможного взрыва и возгорания помещения (дома) и, как следствие, - спасение жизни жильцов.