نقش عمر باتری در سیستم‌های اعلام حریق

نگهداری از منبع تغذیه الکتریکی یکی از مسایل مهم در سیستم‌های اعلام سرقت یا اعلام حریق محسوب می‌شود. الزامات و استانداردها و محاسباتی برای اطمینان از اینکه باتری‌ها و تغذیه‌های الکتریکی نیاز موردنظر ما را در هر زمان برآورده می‌سازند، مطرح است که باید بدان توجه نمود. قابلیت اطمینان و امکان جایگزینی سریع، درصورت خرابی منبع تغذیه از ویژگی‌های اصلی یک سیستم اعلام حریق است. خواه این سیستم‌ها به عنوان محافظ مجتمع‌های تجاری استفاده شوند یا در آپارتمان‌ها و ساختمان‌های مسکونی استفاده گردند. این مساله یکی از دلایل اصلی‌ای است که چرا توان باتری از جانب مهندسان، نصب‌کنندگان و مسئولان حفاظتی و ایمنی دارای مجوز (AHJ) بسیار جدی تلقی می‌شود. بکارگیری ظرفیت درست باتری در یک سیستم اعلام حریق بسیار مهم است. این مسأله قبل از هر کاری، با محاسبات ریاضی بررسی می‌شود. همچنین چگونگی و مکان نصب باتری‌های قابل‌شارژ نیز نه تنها از جنبه عملکردی بلکه از نظر مطابقت با دستورالعمل‌ها نیز بسیار مهم بوده و می‌بایست مورد توجه قرار ‌گیرد. در NFPA 72 ویرایش ۲۰۱۰ که به وسیله سازمان ملی حفاظت از حریق منتشر شده است، اطلاعات ارزشمندی در ارتباط با توان باتری، طبق دستورالعمل‌های سیستم‌های آلارم حریق لیست UL ارائه شده است. در این مقاله، همه مراجع و دستورالعمل‌ها از ویرایش ۲۰۱۰ این استاندارد برداشت شده است.

در ابتدا اشاره‌ای به توان باتری از دیدگاه دستورالعمل شده و سپس به چگونگی اعمال آن در طراحی‌های واقعی و نصب و نگهداری آنها پرداخته می‌شود.

ظرفیت باتری

در یک سیستم آلارم حریق، به عنوان بخشی از منبع تغدیه ثانویه، وجود باتری‌های قابل‌شارژ در سیستم‌های آلارم تجاری طبق دستورالعمل الزامی هستند و باتری باید قادر باشد تا در‌صورت قطع برق اصلی، سیستم اعلام حریق را حداقل به مدت ۲۴ ساعت روشن نگه داشته و درصورت فعال‌شدن سیستم اعلام حریق نیز باید توان موردنیاز برای فعال نگه‌داشتن آژیرها را به مدت ۵ دقیقه فراهم سازد. (بخش ۱۰٫۵٫۶٫۳٫۱)
[auth]

سیستم‌های ارتباطی صوتی آلارم اضطراری در قسمت ۱۰٫۵٫۶٫۳ مطرح شده‌اند: «منبع تغدیه ثانویه برای سرویس ارتباطات آلارم صوتی اضطراری حریق داخل ساختمان، باید توانایی روشن نگه‌داشتن سیستم در حالت عادی برای حداقل ۲۴ ساعت را داشته و درصورت بروز حریق یا وضعیت اضطراری که حداکثر توان مصرف می‌شود، باید توانایی ارائه توان موردنیاز به مدت ۱۵ دقیقه‌ای را نیز دارا باشد.»

در ساختمان‌های مسکونی الزامی است که مطابق دستورالعمل، باتری سیستم آلارم حریق توان فعال نگه‌داشتن سیستم برای دوره ۲۴ ساعته و در حالت فعال‌شدن برای مدت ۴ دقیقه را فراهم سازد.(قسمت ۲۹٫۶٫۴) همانطور که شما ممکن است انتظار داشته باشید، خرابی در هر یک از منابع تغذیه اصلی (برق عمومی ساختمان) یا تغذیه ثانویه (باتری‌های قابل‌شارژ) باید تا حداکثر ۲۰۰ ثانیه قابل آشکارسازی بوده و سیگنال مربوطه را جهت هشدار در محل‌های مهم فعال نگه دارد.( بخش۱۰٫۱۲٫۱ از NFPA72) برای اطلاعات بیشتر درباره سیگنال‌های اعلام خرابی، به بخش ۱۰٫۱۲ از NFPA 72 مراجعه نمایید.

 

مفاهیم مربوط به قابلیت شارژ مجدد

یکی از اساسی‌ترین مفاهیم مرتبط با باتری‌های قابل‌شارژ، ظرفیت آن می‌باشد که با آمپر-ساعت یا (AH) سنجیده می‌شود. ثبت میزان آمپر-ساعت روی همه باتری‌های قابل‌شارژ الزامی است و این موضوعی است که به هیچ وجه قابل چشم‌پوشی نیست. به عنوان یک قانون کلی، هرچه نرخ AH بالاتر رود، باتری بزرگ‌تر شده و جایگاه موردنیاز برای نگهداری آن نیز باید بزرگ‌تر گردد. به‌علاوه، هرچه نرخ AH بالاتر باشد، باتری مدت زمان بیشتری را تحت بار سپری خواهد کرد. میزان AH همانطور که روی باتری دیده می‌شود، به طول مدت زمانی که جریان یک آمپر از آن کشیده می‌شود و شما انتظار عملکرد نرمال را دارید، گفته می‌شود. برای مثال، یک باتری AH ۵/۷ و ۱۲ ولت در ظرفیت کامل، ۵/۷ ساعت عملکرد تحت بار یک آمپر را فراهم می‌سازد. اگر بار ۵/۰ آمپر شود، باید انتظار ۱۵ ساعت کار جایگزین با شارژ کامل را از آن داشت. محاسبات جریان بار و درنتیجه ظرفیت باتری، رابطه نسبتاً مستقیمی با یکدیگر دارند.

بدین منظور می‌بایست سازنده پنل آلارم، برنامه محاسباتی (معمولاً یک فایل Excel) که همه محاسبات ضروری توسط AHJ در آن درج شده، ارائه گردد. در غیراین‌صورت، اگر هیچ برنامه از قبل تهیه شده‌ای موجود نبود، بایستی به طور دستی آن‌ها را محاسبه نمود. به طور خلاصه، باید توان مصرفی موردنیاز برای وضعیت استندبای و فعال سیستم را محاسبه نموده و ضمن جمع آن‌ها با یکدیگر، معیار ۲۰ درصد امنیت را به آن اضافه کرد. فرمول‌ها و محاسبات آغازین، برای شروع کار به شرح زیر می‌باشند:

• فرمول اصلی برای محاسبه ظرفیت باتری: ظرفیت (بر مبنایAH) = زمان (بر مبنای ساعت یا H) × جریان (بر مبنای آمپر)
• محاسبه ظرفیت کلی باتری:

گام اول: ظرفیت Standby (بر مبنای AH) = جریان (آمپر)  × ۰٫۰۸۳ H (زمان Standby)

گام دوم: ظرفیت آلارم (AH) = جریان (آمپر) × زمان آلارم (بر مبنای ساعت)

گام سوم: ظرفیت ناخالص (بر مبنای AH) = ظرفیت Standby + ظرفیت آلارم

گام چهارم: ظرفیت کل = ۲/۱ (۲۰ درصد ظرفیت اضافه یا سربار) × ظرفیت ناخالص (بر مبنای AH)

سنجیدن ظرفیت Standby

اکنون باید بررسی‌ها دقیق‌تر و برخی از مجهولات در محاسبات مشخص گردد. این‌کار با لیست‌نمودن همه بارهایی که در طول فرآیند Standby به توان باتری اعمال می‌شود، آغاز می‌شود. مطمئن شوید که جریان، شامل جریان کشیده شده به وسیله برد اصلی در کنترل پنل حریق و همچنین رله‌ها، ماژول‌های داخلی، آشکارسازهای دود، ماژول‌های ورودی قابل آدرس‌دهی، فرستنده ارتباطات آلارم دیجیتالی یا ماژول‌های دیگر و هر دستگاه دیگر باشد. به علاوه، همه جریان‌های باری را که در طول آلارم مورداستفاده قرار خواهند گرفت، لیست نمایید. مطمئن شوید که آن‌ها را به طور جداگانه‌ای لیست کرده‌اید و مقادیر مربوطه را در مکا‌ن‌های مناسب در فرمول قرار داده‌اید. به عنوان مثال، فرض کنید جریان Standby، ۵/۰ آمپر و جریان آلارم ۱۲ آمپر می‌باشد.

• ابتدا ظرفیتStandby را محاسبه نمایید: ۲۴H × ۰/۵ A = 12AH
• سپس، ظرفیت آلارم را محاسبه نمایید:

۰/۰۸۳ H (5 دقیقه) × ۱۲ A= 0.996 AH

• سپس، مجموع ظرفیت ناخالص:

۱۲AH + 0/9961 AH = 12/996 AH

• و بالاخره ظرفیت نهایی برای فضای مورد نظر:

۱۲/۹۹۶ AH × ۱/۲ (+۲۰ %) = ۱۵/۵۹۵۲ AH

نصب‌کنندگان اغلب دو باتری ۱۲ VDC , 18 AH را به صورت سری استفاده می‌کنند. نه تنها انجام این کار تضمین می‌کند که باتری‌های استفاده‌شده در کنترل پنل آلارم حریق از حداقل ملزومات با معیار امنیتی ۲۰ درصد اضافی برخوردار هستند، بلکه افت ولتاژ باتری‌ها، ناشی از مرور زمان را نیز جبران می‌کند.

اگر چه بین سازنده‌های مختلف این موضوع متفاوت است، ولی به عنوان یک قانون کلی، ظرفیت باتری بعد از حدود ۳ سال عملکرد به نیمه عمر خود می‌رسد که در اینجا، داشتن فضای اضافی در این مورد بسیار مناسب است.

 

ملاحظات در مورد ملزومات و دستورالعمل‌ها

دستورالعمل الکتریسیته ملی (NEC) در واقع ترکیبی ازNFPA 70  و NFPA 72 است که چگونگی و مکانی که باتری نصب می‌شود را مشخص می‌کند. برای مثال، مقاله NEC 480، ویرایش ۲۰۰۵، اطلاعات مفیدی درباره به آماده‌به‌کاربردن باتری ارائه می‌دهد. این استاندارد الزام می‌کند، اطمینان حاصل نمایید که باتری‌هایی که نصب نموده‌اید، به خوبی از آسیب فیزیکی مصون می‌باشند. البته، ما این کار را با قرار دادن آن‌ها در رَک انجام می‌دهیم. سپس آن‌را در جایی قرار می‌دهیم که در تماس با دیگر منابع بالقوه برای آسیب‌رسانی نباشند. هنگامی که باتری‌ها روی رَک‌ها نصب می‌شوند، بدنه‌ آن می‌بایست مطابق با NEC، با مواد رنگی محافظت شود تا خوردگی ناشی از بخار الکترولیت باتری‌ها را به تعویق بیندازد. اگر مکان استقرار باتری‌ها، مجاور پنل حریق نباشد، مکان دقیق آنها باید روی درب پنل یادداشت شده باشد. همچنین باید محل اتصال باز باتری محافظت گردد. درنتیجه آن‌ها با جعبه‌های فلزی یا دیگر اتصالات باتری تماس نخواهند داشت. هر باتری باید به وسیله تاریخ نصب آن علامت‌گذاری شود. همچنین سال ساخت باتری روی آن باید درج شده باشد.

ملاحظات ویژه ذخیره‌سازی

تهویه گازهای خروجی از باتری، یک مسئله اساسی است که باید مدنظر قرار گیرد. همچنین سازنده پنل اعلام حریق باید نسبت به این امر حساس باشد. به علت فرآیند‌های شیمیایی که در طول شارژ دوباره باتری‌ها رخ می‌دهد، گازهایی از باتری متصاعد می‌شوند که قابل اشتعال هستند. بنابراین وجود تهویه مناسب به منظور اجتناب از انفجار بالقوه، باید در نظر گرفته شود.

از آن جایی که این‌گونه باتری‌ها اغلب در یک جعبه فلزی قرار دارند، در بعضی موارد، گرما می‌تواند مشکل‌ساز باشد. این امر به ویژه وقتی اهمیت بیشتری می‌یابد که جعبه فلزی در یک محیط با درجه حرارت نسبتاً بالا قرار داده شود. بدین منظور می‌بایست جعبه باتری در مکان مناسب و دارای تهویه مستقر گردد. این مکان می‌تواند نقطه‌ای دورتر از کنترل پانل باشد.

یخ‌زدگی نیز همانند گرمای زیاد می‌تواند باعث آسیب‌رساندن به عملکرد مناسب منبع باتری‌ها ‌شود. اگر سیستم در طول عمر خود، درجه حرارت‌های بالا یا پایین را تجربه می‌کند، بهتر است جعبه باتری در مکانی دور از کنترل پنل نصب شود.

برای اطلاعات بیشتر درباره محاسبات و نصب باتری، به دستورالعمل‌های سازندگان آنها مراجعه شود. همچنین توصیه می‌شود، مراجع دستورالعمل و اطلاعات دیگر را از فصل ۱۰ NFPA 72 و مقاله ۴۸۰ از NFPA 70 ویرایش ۲۰۰۵ بدست آورد.

 
[/auth]