устройство дистанционного мониторинга работы газового оборудования и утечек бытового газа в многоквартирных домах

Формула изобретения

Устройство дистанционного мониторинга работы газового оборудования и утечек бытового газа в многоквартирных домах, содержащее квартирные газовые приборы, счетчик расхода газа, датчики загазованности, датчики объемного потока воздуха в вытяжных шкафах, масштабирующий и дифференциальный усилители, первый компаратор, задатчик минимального значения объемного потока воздуха, первые блок временной задержки и клапан отсечки подачи газа, первый многовходовой элемент «ИЛИ» и модем сотовой связи с набором информационных входов и выходов, отличающееся тем, что в него дополнительно введены квартирные радиомодемы с набором информационных входов и выходов, квартирные и подъездные датчики кислорода, первый, второй и третий цифроаналоговые преобразователи, подъездные датчики загазованности, сумматор расхода газа, корректор, блок сравнения, задатчик величины допустимого разбаланса, подъездный счетчик расхода газа, второй многовходовой элемент «ИЛИ», компаратор и блок временной задержки, причем выходы квартирного датчиков загазованности, объемного потока воздуха в вытяжных шкафах и кислорода соединены с информационными входами квартирного радиомодема и входами первого многовходового элемента «ИЛИ», выход квартирного счетчика расхода газа через первый цифроаналоговый преобразователь, дифференциальный усилитель и компаратор соединен с информационным входом квартирного радиомодема и первого многовходового элемента «ИЛИ», выход датчика объемного потока воздуха в вытяжных шкафах через второй цифроаналоговый преобразователь и масштабирующий усилитель соединен со вторым входом дифференциального усилителя, второй вход компаратора соединен с задатчиком минимального значения объемного потока воздуха, выход первого многовходового элемента «ИЛИ» соединен с информационным входом квартирного радиомодема и через первый блок временной задержки с управляющим входом первого клапана отсечки подачи газа, информационный выход квартирного радиомодема соединен с входом первого многовходового элемента «ИЛИ», квартирные газовые приборы через счетчики расхода газа соединены с первыми клапанами отсечки подачи газа, выходы первых цифроаналоговых преобразователей соединены с входами сумматора расхода газа, выход которого через корректор соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого через третий цифроаналоговый преобразователь соединен с подъездным счетчиком расхода газа, информационные входы модема сотовой связи и второго многовходового элемента «ИЛИ» соединены с выходами подъездных датчиков загазованности, кислорода и второго компаратора, первый вход которого соединен с выходом блока сравнения, а второй с задатчиком величины допустимого разбаланса, выход второго многовходового элемента «ИЛИ» соединен с информационным входом модема сотовой связи и через второй блок временной задержки с управляющим входом второго клапана отсечки подачи газа, выход подъездного счетчика расхода газа соединен с информационным входом модема сотовой связи, информационные выходы которого соединены с входами задатчика величины допустимого разбаланса и второго многовходового элемента «ИЛИ», модем сотовой связи по радиоканалу связан с квартирными радиомодемами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам дистанционного мониторинга балансов газовых потоков, утечек газа и продуктов сгорания при использовании природного газа в многоквартирных домах.

Известна система аварийного оповещения с сигнализацией при появлении огня, газа и загрязнения окружающего воздуха, содержащая центральное устройство контроля и управления, включающее микропроцессор, блок памяти, блок интерфейса, блок ввода-вывода информации, содержащий дисплей с клавиатурой, пожарные датчики, датчики наличия газа, датчики факторов загрязнения окружающего воздуха (Патент США 5493272 A, G08B 26/00, опубл. 20.02.96).

Недостатком этой системы являются низкие функциональные возможности из-за отсутствия возможности автоматического контроля за состоянием утечек газа и, следовательно, низкий уровень обеспечения безопасности использования природного газа.

Известен способ и устройство контроля аварийной загазованности пространства, заключающийся в том, что при его реализации производят контроль наличия взрывного газа путем установки стационарных приборов, фиксирующих недопустимую концентрацию газа по объему с фиксацией появления нижнего предела взрывчатости газовой смеси в нескольких точках контроля (RU 2124745, кл. G01W 1/00, опубл. 1999.01.10).

Недостатком этого изобретения является ограниченность его применения при контроле утечек бытового газа в жилых домах.

Известна многофункциональная контрольно-управляющая система, содержащая центральное устройство контроля и управления, общую шину, блоки ввода-вывода, датчики наличия газа, датчики факторов загрязнения окружающего воздуха, устройства отключения подачи газа, многоканальное устройство оповещения по телефонной линии (RU 2147145, кл. G08B 25/00, опубл. 2000.03.27).

Недостатком этой системы является низкая надежность обеспечения безопасности эксплуатации газового оборудования в многоквартирных домах.

Известно устройство контроля жилищно-коммунальной информации, содержащее датчики загазованности, клапан отсечки подачи газа, счетчик расхода газа, газовые приборы, при этом датчики соединены через каналы связи с центральной диспетчерской (RU 2141626, кл. G01F 1/00, А62С 2/00, G08B 17/00, опубл. 1999.11.20).

Недостатком данного устройства является невысокий уровень обеспечения безопасности использования природного газа в многоквартирных домах.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство контроля утечек бытового газа в многоквартирных домах, содержащее квартирные газовые приборы, счетчики расхода газа, датчики загазованности, датчики объемного потока воздуха в вытяжных шкафах, масштабирующие и дифференциальные усилители, компаратор, задатчик минимального значения объемного потока воздуха, блок временной задержки, клапан отсечки подачи газа, многовходовой элемент «ИЛИ» и модем сотовой связи с набором информационных входов и выходов (RU 2396603 кл. G08B 17/00, опубл. 2010.08.10).

Недостатком данного устройства является невысокий уровень обеспечения безопасности из-за отсутствия контроля балансов газовых потоков и продуктов сгорания при использовании природного газа в многоквартирных домах.

Целью изобретения является повышение безопасности использования природного газа в многоквартирных домах путем непрерывного дистанционного мониторинга балансов газовых потоков, утечек и продуктов сгорания с автоматическим или дистанционным прекращением подачи газа в случае возникновения недопустимых нарушений в работе газового оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее квартирные газовые приборы, счетчик расхода газа, датчики загазованности, датчики объемного потока воздуха в вытяжных шкафах, масштабирующий и дифференциальный усилители, первый компаратор, задатчик минимального значения объемного потока воздуха, первые блок временной задержки и клапан отсечки подачи газа, первый многовходовой элемент «ИЛИ» и модем сотовой связи с набором информационных входов и выходов, дополнительно введены квартирные радиомодемы с набором информационных входов и выходов, квартирные и подъездные датчики кислорода, первый, второй и третий цифроаналоговые преобразователи, подъездные датчики загазованности, сумматор расхода газа, корректор, блок сравнения, задатчик величины допустимого разбаланса, подъездный счетчик расхода газа, вторые многовходовой элемент «ИЛИ», компаратор и блок временной задержки, причем выходы квартирного датчиков загазованности, объемного потока воздуха в вытяжных шкафах и кислорода соединены с информационными входами квартирного радиомодема и входами первого многовходового элемента «ИЛИ», выход квартирного счетчика расхода газа через первый цифроаналоговый преобразователь, дифференциальный усилитель и компаратор соединен с информационным входом квартирного радиомодема и первого многовходового элемента «ИЛИ», выход датчика объемного потока воздуха в вытяжных шкафах через второй цифроаналоговый преобразователь и масштабирующий усилитель соединен со вторым входом дифференциального усилителя, второй вход компаратора соединен с задатчиком минимального значения объемного потока воздуха, выход первого многовходового элемента «ИЛИ» соединен с информационным входом квартирного радиомодема и через первый блок временной задержки с управляющим входом первого клапана отсечки подачи газа, информационный выход квартирного радиомодема соединен с входом первого многовходового элемента «ИЛИ», квартирные газовые приборы через счетчики расхода газа соединены с первыми клапанами отсечки подачи газа, выходы первых цифроаналоговых преобразователей соединены с входами сумматора расхода газа, выход которого через корректор соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого через третий цифроаналоговый преобразователь соединен с подъездным счетчиком расхода газа, информационные входы модема сотовой связи и второго многовходового элемента «ИЛИ» соединены с выходами подъездных датчиков загазованности, кислорода и второго компаратора, первый вход которого соединен с выходом блока сравнения, а второй - с задатчиком величины допустимого разбаланса, выход второго многовходового элемента «ИЛИ» соединен с информационным входом модема сотовой связи и через второй блок временной задержки с управляющим входом второго клапана отсечки подачи газа, выход подъездного счетчика расхода газа соединен с информационным входом модема сотовой связи, информационные выходы которого соединены с входами задатчика величины допустимого разбаланса и второго многовходового элемент «ИЛИ», модем сотовой связи по радиоканалу связан с квартирными радиомодемами.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется представленной на чертеже структурной схемой устройства дистанционного мониторинга работы газового оборудования и утечек бытового газа в многоквартирных домах.

Устройство дистанционного мониторинга работы газового оборудования и утечек бытового газа в многоквартирных домах содержит квартирные газовые приборы 1, счетчик расхода газа 2, датчики загазованности 3, датчики объемного потока воздуха 4 в вытяжных шкафах, масштабирующий 5 и дифференциальный 6 усилители, первый компаратор 7, задатчик минимального значения объемного потока воздуха 8, первые блок временной задержки 9 и клапан отсечки подачи газа 10, первый многовходовой элемент «ИЛИ» 11, модем сотовой связи 12 с набором информационных входов и выходов, квартирные радиомодемы 13 с набором информационных входов и выходов, квартирные 14 и подъездные 15 датчики кислорода, первый 16, второй 17 и третий 18 цифроаналоговые преобразователи, подъездные датчики загазованности 19, сумматор расхода газа 20, корректор 21, блок сравнения 22, задатчик величины допустимого разбаланса 23, подъездный счетчик расхода газа 24, второй многовходовой элемент «ИЛИ» 25, второй компаратор 26, второй блок временной задержки 27 и второй клапан отсечки подачи газа 28.

Устройство работает следующим образом.

В штатном режиме эксплуатации газового оборудования в многоквартирном доме природный газ через клапаны отсечки подачи газа 10 в каждой квартире и счетчики расхода газа 2 подается в газовые приборы 1, где происходит его сгорание. При горении природного газа в допустимых пределах и полном его сгорании датчики загазованности 3, объемного потока воздуха 4 в вытяжных шкафах и квартирные 14 датчики кислорода вырабатывают выходные сигналы, которые не выходят за установленные допустимые значения. Сигнал о текущем расходе природного газа с квартирного счетчика расхода газа 2 через первый 16 цифроаналоговый преобразователь подается и на дифференциальный усилитель 6, где сравнивается с сигналом, поступающим с датчика объемного потока воздуха 4 через второй 17 цифроаналоговый преобразователь и масштабирующий усилитель 5. В результате на выходе дифференциального усилителя 6 формируется сигнал, пропорциональный отношению объемов подаваемого на газовые приборы 1 природного газа и отводимых продуктов горения. При нормальном процессе горения сигнал на выходе дифференциального усилителя 6 не превышает допустимого предела, устанавливаемого задатчиком минимального значения объемного потока воздуха 8, и на выходе первого компаратора 7 поддерживается сигнал, соответствующий работе газового оборудования в допустимых пределах. Сигналы с датчиков загазованности 3, датчиков объемного потока воздуха 4, квартирных 14 датчиков кислорода и первого компаратора 7 подаются на первый многовходовой элемент «ИЛИ» 11. При нормальной работе эти сигналы не приводят к его срабатыванию и сигнал на квартирный клапан отсечки подачи газа 10 не подается. Сигналы с этих же датчиков и квартирных счетчиков расхода газа 2 подаются на квартирные радиомодемы 13 с набором информационных входов и выходов, которые по сети связаны с модемом сотовой связи 12 с набором информационных входов и выходов.

Значения текущих расходов газа от всех квартир подъезда многоквартирного дома, поступающие от первых 16 цифроаналоговых преобразователей, суммируются в каждый текущий момент времени на сумматоре расхода газа 20 и через корректор 21 подаются на блок сравнения 22. На другой вход блока сравнения 22 через третий 18 цифроаналоговый преобразователь подается сигнал с подъездного счетчика расхода газа 24. В результате на выходе блока сравнения 22 формируется сигнал, который отражает расхождение между общим потоком природного газа, поступающего в подъезд многоквартирного дома, и расходуемого газа в квартирах подъезда в каждый текущий момент времени. Этим контролируется баланс газовых потоков в подъезде многоквартирного дома. При нормальной работе газового оборудования расхождение в балансах газовых потоков не должно превышать величины, устанавливаемой задатчиком величины допустимого разбаланса 23. При этом второй компаратор 26 не срабатывает. Также в подъезде многоквартирного дома установлены подъездные датчики загазованности 19 и подъездные 15 датчики кислорода, выходные сигналы которых при нормальной работе газового оборудования находятся в допустимых пределах. Сигналы с подъездных датчиков загазованности 19, кислорода 15 и второго компаратора 26 подаются на второй многовходовой элемент «ИЛИ» 25. При нормальной работе эти сигналы не приводят к его срабатыванию и сигнал на второй клапан отсечки подачи газа 28 через второй блок временной задержки 27 не подается. Сигналы с этих же датчиков и подъездного счетчика расхода газа подаются на модем сотовой связи 12 с набором информационных входов и выходов. Модем сотовой связи 12 с набором информационных входов и выходов предназначен для передачи и приема информации с диспетчерской службой газообслуживающей организации данного многоквартирного дома. В результате вся информация по каждой отдельной квартире и подъезда в целом о работе газового оборудования, загазованности помещений, полноты сгорания природного газа, полноты отвода продуктов сгорания, расхода газа и его баланса в пределах подъезда отображаются на экране с диспетчера газообслуживающей организации многоквартирного дома.

В аварийном режиме при срабатывании одного или одновременно нескольких квартирных датчиков загазованности 3, объемного потока воздуха 4, кислорода 14 или первого компаратора 7 происходит формирование выходного сигнала на первом многовходовом элементе «ИЛИ» 11, который через первые блок временной задержки 9 и клапан отсечки подачи газа 10 прекратит подачу природного газа в данную конкретную квартиру. Информация о возникновении аварийной ситуации через квартирный радиомодем 13 и модем сотовой связи 12 с набором информационных входов и выходов поступит на диспетчерский пункт газообслуживающей организации. В аварийном режиме при срабатывании одного или одновременно нескольких подъездных датчиков загазованности 19, кислорода 15 или второго компаратора 26 происходит формирование выходного сигнала на втором многовходовом элементе «ИЛИ» 25, который через вторые блок временной задержки 27 и клапан отсечки подачи газа 28 прекратит подачу природного газа в подъезд многоквартирного дома. Информация о возникновении аварийной ситуации через модем сотовой связи 12 с набором информационных входов и выходов поступит на диспетчерский пункт газообслуживающей организации. Значение допустимого разбаланса между потоком газа в подъезде и суммарным потоком газа во всех квартирах устанавливается с диспетчерского пункта через задатчик величины допустимого разбаланса 23. В случае возникновения необходимости, пожаре, разрушениях, аварийных ситуациях диспетчер дистанционно с диспетчерского пункта газообслуживающей организации многоквартирного дома имеет возможность прекратить подачу природного газа как в каждую отдельную квартиру через модем сотовой связи 12, квартирные радиомодемы 13 с набором информационных входов и выходов и первый многовходовой элемент «ИЛИ» 11, так и в подъезд в целом через модем сотовой связи 12 и второй многовходовой элемент «ИЛИ» 25.

Такое решение обеспечивает повышение безопасности использования природного газа в многоквартирных домах путем непрерывного дистанционного мониторинга балансов газовых потоков, утечек и продуктов сгорания с автоматическим или дистанционным прекращением подачи газа в случае возникновения недопустимых нарушений в работе газового оборудования.