Hệ Thống Chữa Cháy Tự Động Sprinkler Là Gì?

Hệ thống chữa cháy Sprinkler là hệ thống chữa cháy tự động. Hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Vậy hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler là gì?

Hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler là gì ? Nguyên lý, cấu tạo của hệ thống?

Hệ thống sprinkler là hệ thống chữa cháy sử dụng vòi xả kín luôn ở chế độ thường trực, các vòi xả chỉ làm việc khi nhiệt độ môi trường tại đó đạt đến một giá trị kích hoạt nhất định.

Thông thường Hệ thống Sprinkler là hệ thống chữa cháy tự động bằng nước. Với đầu phun kín Spinkler luôn ở chế độ thường trực. Sẵn sàng hoạt động ngay khi nhiệt độ tại đó đạt tới ngưỡng làm việc nhất định.

Đầu phun Sprinkler có rất nhiều loại khác nhau. Nhưng chủ yếu đều được thiết kế dựa trên các thành phần: thân, bộ cảm ứng nhiệt (thủy ngân), nút chặn, tấm dẫn đường … Lượng nước được phun ra còn phụ thuộc vào thiết kế của hệ thống. Tuy nhiên, phần lớn các đầu phun tự động Sprinkler phun được khoảng 80-100 lít/phút. Chỉ có một số loại Sprinkler có thiết kế đặc biệt hơn thì phun được 400 lít/phút.

Đặc điểm của hệ thống Sprinkler là đường ống luôn chứa đầy nước. Được duy trì ở một áp lực nhất định theo tính toán của các kỹ sư thiết kế.

Nhược điểm của hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler: là mỗi đầu phun Sprinkler chỉ chữa cháy được trên một diện tích nhất định. Vì vậy các đầu phun thường được sắp xếp gần nhau trên một phạm vi lớn.

Cấu tạo của hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler

Trung tâm điều khiển

Có nhiệm vụ:

• Nhận các tín hiệu từ các thiết bị như: công tắc áp lực, công tắc dòng chảy, tủ trung tâm báo cháy tự động…
• Điều khiển máy nén khí, máy bơm, các thiết bị chữa cháy làm việc.

Đầu phun sprinkler

Có chức năng: 

• Vừa là cảm biến nhiệt vừa là đầu phun nước.
• Đầu phun là loại kín, nhạy cảm với nhiệt độ và chỉ mở ở nhiệt độ nhất định.
• Diện tích làm việc của đầu phun thường từ: 9 – 12 m2.

Máy bơm chữa cháy

• Cung cấp nước chữa cháy cho hệ thống vòi phun thông qua đường ống khi hệ thống làm việc.
• Đặc trưng chính của máy bơm là: Lưu lượng nước và cột áp cần thiết.
• Thực tế hay dùng bơm ly tâm do dễ sử dụng, hiệu suất làm việc và độ tin cậy cao.

Cụm van, công tắc dòng chảy, công tắc áp lực

Cho nước chảy qua khi đầu phun làm việc, tạo tín hiệu truyền về trung tâm điều khiển, kiểm tra áp lực làm việc của hệ thống.

Bình tích áp

• Thường là các bình nước có khí nén. Có nhiệm vụ bù nước đảm bảo áp suất thường trực và cấp nước chữa cháy.
• Nước trong bình không quá 75% thể tích. Phần còn lại là khí nén được tạo bởi máy nén khí, áp suất trong bình không quá 10at.
• Thông thường thể tích bình từ 0,5 – 1 m3.

Cấu tạo cơ bản của đầu phun hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler

Đầu phun nước Sprinkler

Đầu phun Sprinkler là loại đầu phun nước tỏa đều lên trên khu vực cháy. Mỗi loại đầu phun khác nhau được thiết kế làm việc ở mỗi ngưỡng hoạt động riêng và kiểu đầu phun theo loại cấu trúc của thân đầu phun. Có rất nhiều loại đầu phun, nhưng phần lớn vẫn dựa trên các thành phần sau:

Thân đầu phun

Tạo nên cấu trúc cho đầu phun, chịu đựng được áp lực nước trong đường ống phun ra. Thân sẽ giữ bộ cảm ứng nhiệt và nút chặn để làm kín nước, nâng đỡ tấm lá dẫn hướng phun nước. Được chế tạo bằng đồng thau hoặc thép mạ crôm để chống gỉ. Chọn đúng kiểu thân đầu phun phụ thuộc vào diện tích khu vực cần chữa cháy.

Chốt chặn

Tác dụng để chặn và làm kín không cho nước rò rỉ ra ngoài. Được bộ cảm ứng nhiệt chặn lại không cho nước phun ra. Khi bộ cảm ứng hoạt động ( bể vỡ hay đứt …) chốt chặn sẽ rơi ra. Và nước trong đường ống sẽ phun ra ngoài, dập tắt đám cháy.

Bộ cảm ứng nhiệt

Là thành phần kiểm soát nhiệt độ để phun nước. Ở nhiệt độ bình thường, bộ cảm ứng sẽ chặn giữ chốt chặn lại làm kín nước. Khi nhiệt độ cao đạt đến ngưỡng hoạt động nhất định bộ cảm ứng sẽ giải phóng làm rơi chốt chặn ra. Thông thường bộ cảm ứng nhiệt sử dụng là bầu thủy tinh có chứa thủy ngân.

Tấm dẫn hướng

Được lắp trên thanh đầu phun đối diện với nút chặn nơi mà nước sẽ phun ra ngoài. Nhiệm vụ của tấm dẫn hướng là chia đều dòng nước phun. Và tỏa rộng ra trên bề mặt diện tích chữa cháy. Tấm dẫn hướng sẽ quyết định kiểu lắp của đầu phun bởi hướng và góc phun. Các kiểu lắp thông thường của đầu phun là quay lên, quay xuống và quay ngang. Việc lắp đặt đầu phun Sprinkler phải theo đúng thiết kế. Việc lựa chọn kiểu đầu phun phải dựa theo kiến trúc của tòa nhà.

Nguyên lý làm việc của hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler

Khi sự cố hỏa hoạn sảy ra, dưới tác dụng nhiệt của đám cháy, khóa nóng chảy của vòi phun(thủy ngân) sẽ tự vỡ. Lúc này nước từu đường ống sẽ phun trực tiếp vào gốc lửa.

Nước được phun ra ban đầu được cung cấp áp lực duy trì trong đường ống.

Trong khoảng thời gian này, các tín hiệu được truyền đến tủ trung tâm điều khiển. Trung tâm sẽ điều khiển các rơ-le đóng máy bơm chữa cháy làm việc và duy trì lượng nước trong hệ thống suốt quá trình hệ thống Sprinkler làm việc.

Vì vậy, có thể nói hệ thống chữa cháy tự động sprinkler là vô cùng cần thiết. Nó không chỉ đưa ra lời cảnh cáo, dập tắt hỏa hoạn ngay khi mới bắt đầu mà nó còn bảo vệ tài sản, tính mạng của chính mỗi người dân.

Phân loại hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler

Hệ thống ướt (Wet Pipe System)

Hệ thống Sprinkler ướt (Wet Pipe Systems) là hệ thống mà đường ống luôn có chứa sẵn nước và được kết nối với nguồn nước cung cấp. Nhờ đó nước sẽ phun ra ngay lập tức khi đầu phun Sprinkler được kích hoạt bởi nhiệt độ của đám cháy. Do các thiết bị của hệ thống đơn giản và dễ dàng sử dụng nên hệ thống Sprinkler ướt được ứng dụng rộng rãi hơn so với các hệ thống khác.

Hệ thống khô (Dry Pipe System)

Hệ thống Sprinkler khô trong đường ống sẽ không có nước. Mà thay bằng không khí hay Nitrogen nén. Khi đầu phun Sprinkler hoạt động bởi nhiệt độ của đám cháy, khí sẽ thoát ra qua đầu phun làm giảm áp lực mở van hệ thống khô. Cho phép nước chảy vào hệ thống đường ống đi đến đầu phun đã mở.

Hệ thống khô được sử dụng cho những khu vực mà hệ thống ướt không đáp ứng được như những nơi nhiệt độ có thể gây ra đóng băng nước. So với hệ thống ướt đòi hỏi phức tạp hơn về thiết kế, lắp đặt, bảo dưỡng cũng như hệ thống duy trì khí nén.

Hệ thống xả tràn (Deluge system)

Hệ thống xả tràn được sử dụng ở những nơi đòi hỏi cần một lượng nước lớn phun ra. Nhằm nhanh chóng kiểm soát được đám cháy trên một phạm vi rộng, không cho đám cháy lan truyền đi. Van xả tràn có thể kích hoạt động bằng hệ thống điện, khí nén hay áp lực nước. 

Bố trí sắp xếp đường ống của hệ thống xả tràn cũng giống như hai hệ thống đường ống ướt và khô nhưng có hai điểm khác biệt lớn :

• Sử dụng các đầu phun Sprinkler theo tiêu chuẩn, nhưng các đầu phun này không có nút chặn và luôn mở. Bởi do yếu tố kích hoạt cảm ứng nhiệt của đầu phun bởi nhiệt độ của đám cháy đã loại bỏ. Vì vậy khi van xả tràn mở ra, nước chảy vào hệ thống đường ống và đi đến tất cả các đầu phun đã mở, phun nước ra cùng một lúc.
• Van xả tràn luôn luôn đóng và chỉ mở khi được kích họat do hệ thống báo cháy lắp riêng rẽ độc lập trong cùng khu vực với hệ thống đầu phun Sprinkler mở.

Hệ thống kích họat trước (Pre-Action Sprinkler system)

Hệ thống kích họat trước cũng giống như hệ thống Sprinkler xả tràn ngoại trừ là sử dụng đầu phun Sprinkler kín. Hệ thống này thích hợp cho những nơi chứa các thiết bị vật phẩm có giá trị. Hay những nhà kho mà không gian làm ảnh hưởng đến tính hoạt động hiệu quả của đầu phun như dễ va đập gây hư hỏng đầu phun. Van của hệ thống kích hoạt trước luôn luôn đóng. Chỉ mở khi được kích hoạt do hệ thống báo cháy lắp riêng rẽ độc lập.

Hệ thống báo cháy sẽ kích hoạt mở van kích hoạt trước, để cho nước đi vào hệ thống đường ống. Nước vẫn chưa phun ra từ đầu phun cho đến khi nhiệt độ kích hoạt cho đầu phun mở ra và phun nước ra ngoài. Hoạt động của lúc này của van kích hoạt trước giống như kiểu loại hệ thống Sprinkler ướt.

Hệ thống kết hợp hồng thủy (Deluge System)

Hệ thống sprinkler dùng các đầu sprinklers mở sẵn được gắn vào một nguồn nước qua một van. Van đó sẽ được mở do sự kích hoạt của một hệ thống báo cháy được lắp đặt tại cùng những vị trí có đặt đầu sprinkler. Khi van này mở, nước sẽ chảy vào hệ thống đường ống, và rồi phun nước ra qua tất cả các sprinklers đã lắp đặt.

Hệ thống kết hợp hồng thủy – kích hoạt trước (Combined Dry Pipe-Preaction System)

Hệ thống sprinkler có các đầu sprinklers tự động được gắn vào hệ thống đường ống có chứa không khí, có áp lực. Và có một hệ thống dò cháy bổ sung được lắp đặt tại cùng những vị trí có đặt đầu sprinkler. Khi hệ thống dò cháy kích hoạt, nó sẽ kích các thiết bị nhả.

Và rồi thiết bị nhả này sẽ mở các (dry pipe valves) cùng lúc mà không mất áp lực không khí trong hệ thống. Việc kích hoạt hệ thống báo cháy cũng làm mở các van xả khí đặt ở điểm cuối của (feed main). Các van xả khí, thông thường, sẽ được mở trước khi các đầu sprinkler mở. Hệ thống dò cháy đồng thời cũng hoạt động như một hệ thống báo động….”.