SINTEF rapport - EFA Elektro AS
NBL F12102 - Fortrolig Rapport Test av komfyrvakt SFC300RF i kombinasjon med komfyralarm SA102RF - Test basert på kravspesifikasjon fra Hjälpmedelsinstitutet. Forfatter Sindre Fjær SINTEF NBL as Materialer og brann 2012-03-26 Historikk VERSJON DATO VERSJONSBESKRIVELSE 0.1 0.2 1.0 1.1 2012-02-20 2012-03-20 2012-03-22 2012-03-26 Første utkast Endringer gjort på grunnlag av kommentarer fra kunde Endelig versjon Endret info om oppdragsgiver PROSJEKTNR 107565 RAPPORTNR NBL F12102 VERSJON 1.1 2 av 16 Innholdsfortegnelse 1 Innledning ............................................................................................................................................................................................................................... 4 1.1 Bakgrunn ...................................................................................................................................................................................................................4 2 Testoppsett ........................................................................................................................................................................................................................... 5 2.1 Utstyr ...........................................................................................................................................................................................................................5 2.1.1 Komfyr ......................................................................................................................................................................................................5 2.1.2 Kokekar ....................................................................................................................................................................................................5 2.1.3 Olje ..............................................................................................................................................................................................................5 2.1.4 Komfyrvakt ............................................................................................................................................................................................6 2.2 Instrumentering ....................................................................................................................................................................................................8 2.3 Tester...........................................................................................................................................................................................................................8 2.3.1 Test 1 – Tom stekepanne ............................................................................................................................................................8 2.3.2 Test 2 – Stekepanne med olje ..................................................................................................................................................9 2.3.3 Test 3 – Stålgryte med olje .....................................................................................................................................................10 2.3.4 Test 4 – Stekepanne med olje og gryter med kokende vann ...........................................................................11 2.3.5 Test 5 – Stor støpejernsgryte med olje ..........................................................................................................................12 3 Resultater............................................................................................................................................................................................................................ 13 3.1 Justering av temperaturmålinger i stekepanne ..........................................................................................................................13 4 Diskusjon ............................................................................................................................................................................................................................. 15 5 Konklusjon........................................................................................................................................................................................................................... 16 Referanser ......................................................................................................................................................................................................................................... 16 PROSJEKTNR 107565 RAPPORTNR NBL F12102 VERSJON 1.1 3 av 16 1 Innledning 1.1 Bakgrunn SINTEF NBL AS mottok en forespørsel 04.01.2012 på vegne av Innohome Ltd fra Finland, om å teste en ny komfyrvakt Innohome Ltd har utviklet. I forbindelse med et prosjekt utført for Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap, der ulike komfyrvakter ble testet og sammenlignet, kom det frem at det var svært ulikt hvordan ulike komfyrvakter reagerte på et overoppvarmet kokekar (1). Innohome Ltd ønsker å vise at deres komfyrvakt løser problemene belyst i rapporten. En av hovedkonklusjonene fra DSB-prosjektet, er at det er behov for en standardisert testmetode for prøving og godkjenning av komfyrvakter. En slik testmetode eksisterer ikke i dag. Det er derfor gjennomført en tilpasset test basert på en kravspesifikasjon for komfyrvakter som Hjälpmedelsinstitutet i Sverige ga ut i 2004 (2). Testen er basert på fremstillingen gitt i pkt 8.4 Spisvaktens bryttemperatur/värmesensor i denne kravspesifikasjonen. PROSJEKTNR 107565 RAPPORTNR NBL F12102 VERSJON 1.1 4 av 16 2 Testoppsett 2.1 Utstyr 2.1.1 Komfyr Komfyren som ble brukt til testene var en BEHA Ambassadør med keramisk koketopp. Diameter og effekt på platene er vist i Tabell 1. I kravspesifikasjonen står det at komfyren skal ha støpejernsplater, men dette er vurdert til å ha liten innvirkning på resultatet, utenom at oppvarming og nedkjøling av platene vil ta lenger tid med støpejernsplater enn med keramisk koketopp. Komfyren ble plassert inntil veggen og det var montert en avtrekkshette over komfyren. Avtrekkshetten var ikke koblet til avtrekk og strøm, den var kun brukt som installasjon som komfyrvakten ble festet til. Tabell 1: Mål og effekt på kokeplatene til komfyren Plate Diameter [cm] Effekt [W] Venstre bak 14,5 1200 Høyre bak 21 2100 Venstre fremre 18 1700 Høyre fremre 14,5 1200 2.1.2 Kokekar Kokekarene som ble brukt er beskrevet i Tabell 2. Disse kokekarene har ulik størrelse sammenlignet med kokekarene beskrevet i kravspesifikasjonen til Hjälpmedelsinstitutet. Kokekarene ble plassert slik at ikke komfyrvakten ble eksponert for varme fra kokeplatene. Tabell 2: Oversikt over kokekar som ble brukt i testene Kokekar Liten stålgryte Mellomstor stålgryte Stor stålgryte Stor støpejernsgryte Stekepanne Materiale Diameter [cm] Høyde [cm] Stål 18 12,5 Stål 20 11,5 Stål 22 13,5 Jern 24 14 Teflon 19 4 2.1.3 Olje Det ble brukt rapsolje i alle testene, utenom testen med tom stekepanne. 150 ml ble brukt i den store støpejernsgryta, mens 100 ml ble brukt i de resterende testene med olje. I kravspesifikasjonen fra Hjälmedelsinstitutet står det at det skal brukes solsikkeolje. Erfaringer fra komfyrbranntester tilsier at det er liten forskjell på antennelsestemperaturene mellom disse oljene. Oljen skal fortrinnsvis ikke antennes i disse testene, derfor har parametere knyttet til antennelse ingen relevant betydning i denne sammenhengen. PROSJEKTNR 107565 RAPPORTNR NBL F12102 VERSJON 1.1 5 av 16 2.1.4 Komfyrvakt Det testede komfyrvaktsystemet bestod av to deler; komfyrvakt SFC300RF (se figur 1) og komfyralarm SA102RF (se Figur 2). Komfyrvakten skal monteres kombinert med medfølgende tekniske kontakt (se Figur 1), mens komfyralarmen skal monteres over kokeplatene etter anvisning fra produsent. Systemet har en læringsfunksjon som har 16 nivåer, denne lærer hvordan miljøet er, og hvordan brukeren bruker kokeplatene etter at systemet er tatt i bruk. Standard innstilling er nivå 5, alle testene ble gjort på dette nivået hvis ikke noe annet er nevnt. Alarmenheten justerer sin følsomhet avhengig av hvordan den avstilles i en alarmsituasjon. Ved å trykke en gang på alarmknappen i tilfelle unødig alarm, lærer alarmen til senere at den aktuelle situasjonen var trygg ved at den endrer sitt følsomhetsnivå og tilpasser seg situasjonen. Komfyralarmen SA102RF fungerer ved å måle temperaturendringer over kokesonen. Den er programmert til å gjenkjenne temperaturendringer som skjer raskere enn ved normal matlaging. En rask endring i temperaturen indikerer at komfyren overopphetes, noe som trigger alarmen før skade oppstår. Raske temperaturendringer oppstår bare i farlige situasjoner. Ved vanlig matlaging vil temperaturendringer skje tregere, maten og kjelen varmes opp saktere enn en tom kokeplate eller en tørr gryte eller panne. Alarmen vil også trigges dersom temperaturen totalt sett når farlig nivå. Ved en farlig situasjon avgir komfyralarmen forvarsel i 1 minutt. I løpet av denne tiden kan alarmsignalet avstilles ved å trykke 2 ganger på testknappen. Dersom den ikke avstilles, gir alarmenheten komfyrvakten beskjed om å kutte strøm- eller gasstilførselen til komfyren eller koketoppen. Komfyrvakten SFC300RF installeres i komfyrstikket. For gasskomfyrer installeres en ventil (tilgjengelig som ekstrautstyr) i gasstilførselen. Vakten har en alarmutgang som kan tilkobles andre alarmsystemer. Komfyrvakten har en intelligent klokke som overvåker bruken og energiforbruket på komfyren. Systemet identifiserer automatisk om brukeren endrer energiforbruket på komfyren, og ”skjønner” derfor at brukeren er tilstede. Det identifiserer når en plate ikke blir justert i løpet av en lengre periode, som når en plate har blitt slått på ved et uhell eller man har glemt å slå den av. Funksjonen starter automatisk og kutter strømtilførselen etter 30-150 minutter, avhengig av effektforbruk og platetype. Den er programmert slik at den kun reagerer i farlige situasjoner. Normal bruk av komfyren over en lengre periode vil ikke aktivere systemet. Dersom den intelligente klokken kobler ut komfyren, vil komfyrvakten gi et akustisk signal. Den kan tilbakestilles ved å slå av platene og trykke inn knappen på alarmenheten. Komfyrvakten vil også gjenkjenne andre akustiske alarmsystemer i installasjonen, som røyk-, CO-, gassvarslere etc., og sørge for å frakoble strøm- eller gasstilførselen i tilfelle alarm. Representanter fra Efa elektro AS og Innohome sørget for montering og oppsett av komfyrvaktsystemet under test. SINTEF NBL har ikke testet alle funksjonene til komfyrvakten. Testene gjort av komfyrvaktens funksjonalitet er beskrevet i kapitel 2.3. PROSJEKTNR 107565 RAPPORTNR NBL F12102 VERSJON 1.1 6 av 16 Figur 1: Komfyrvakt SFC300RF Figur 2: Komfyralarm SA102RF (se pil) PROSJEKTNR 107565 RAPPORTNR NBL F12102 VERSJON 1.1 7 av 16 2.2 Instrumentering Alle temperaturmålinger er gjort med mantlet termoelement type K med diameter 1,5 mm. Termoelementet i stålgryta ble festet med Kapton tape, mens termoelementet i støpejernsgryta ble festet med hemper sveiset til bunnen av gryta. Termoelementet i teflonstekepannen ble festet mekanisk ved å klemme det fast i et hull med diameter 2 mm i overflaten på grunn av begrensede muligheter til å sveise eller feste med tape på teflon. Komfyralarmen ble plassert i en høyde på ca 50 cm over komfyrtoppen. 2.3 Tester Det er gjennomført 4 tester etter metoden beskrevet i punkt 8.4 i kravspesifikasjonen til Hjälpmedelsinstitutet. I tillegg til disse testene, er det gjennomført en test med den store støpejernsgryta som ble brukt i prosjektet for Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap, for å kunne sammenligne resultatet med komfyrvaktene som ble testet der. I alle testene ble kokeplata med kokekaret satt på full effekt ved teststart. Mellom hver test ble komfyren kjølt ned til romtemperatur. Romtemperaturen i laboratoriet var 20 °C under testene. 2.3.1 Test 1 – Tom stekepanne Denne testen ble gjennomført med en tom stekepanne med teflonbelegg på bakre høyre plate som vist i Figur 3. Kokeplata ble skrudd på fullt da testen startet. Termoelementet ble festet mekanisk ved å klemme det fast i et hull med diameter 2 mm i overflaten av panna. Figur 3: Testoppsett 1 - Tom stekepanne PROSJEKTNR 107565 RAPPORTNR NBL F12102 VERSJON 1.1 8 av 16 2.3.2 Test 2 – Stekepanne med olje Denne testen ble gjennomført på den samme kokeplata som i test 1. Eneste endring fra test 1 var at stekepannen ble fylt med 100 ml rapsolje før teststart. Se Figur 4. Figur 4: Testoppsett 2 - Stekepanne med olje PROSJEKTNR 107565 RAPPORTNR NBL F12102 VERSJON 1.1 9 av 16 2.3.3 Test 3 – Stålgryte med olje Denne testen ble gjennomført med det mellomstore kokekaret på fremre venstre kokeplate. Kokekaret ble fylt med 100 ml rapsolje før teststart. Termoelementet ble festet med Kapton tape. Se Figur 5. Figur 5: Testoppsett 3 - Stålgryte med olje PROSJEKTNR 107565 RAPPORTNR NBL F12102 VERSJON 1.1 10 av 16 2.3.4 Test 4 – Stekepanne med olje og gryter med kokende vann Denne testen ble gjennomført med en stekepanne med olje, to små kokekar fylt med 2 liter vann og et stort kokekar fylt med 3 liter vann. Vannet ble kokt opp først og holdt kontrollert kokende, før kokeplaten med stekepannen med 100 ml olje ble skrudd på full effekt. Se Figur 6. Figur 6: Testoppsett 4 - Stekepanne med olje og gryter med kokende vann PROSJEKTNR 107565 RAPPORTNR NBL F12102 VERSJON 1.1 11 av 16 2.3.5 Test 5 – Stor støpejernsgryte med olje For å kunne sammenligne denne komfyrvakta med dem som ble testet i prosjektet for Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap, ble det gjennomført en test med et av kokekarene som ble benyttet i den testserien. Termoelementet ble holdt på plass med en liten hempe som var sveiset fast i bunnen. Hele bunnen av gryta var dekket av rapsolje. Se Figur 7. Figur 7: Testoppsett 5 - Stor støpejernsgryte med olje PROSJEKTNR 107565 RAPPORTNR NBL F12102 VERSJON 1.1 12 av 16 3 Resultater Ved hver test ble det registrert temperatur i stekepannen/kokekaret/støpejernsgryta når komfyrvakta kom med forvarsel, og når komfyrvakta gikk i alarm og kuttet strømmen til komfyren, se Tabell 3. Tabell 3: Temperaturer målt ved forvarsel, alarm og høyeste temperatur i hvert forsøk Høyeste målte Test nr Forvarsel [°C] Alarm [°C] temperatur [°C] 1 346 359 361 2 329 350 351 3 315 335 342 4 304 326 331 5 338 365 367 3.1 Justering av temperaturmålinger i stekepanne Termoelementet i stekepannen var montert i selve pannen, og ikke i oljen av grunner forklart i kapitelet om instrumentering. Dette gir en kilde til feiltolkning av resultatet sammenlignet med målinger i oljen. Derfor ble det kjørt en liten test der temperaturen i oljen ble sammenlignet med temperaturen i stekepannen når termoelementet ble holdt manuelt i oljen, se Figur 8. Figur 8: Oppsett under sammenligningsmålinger av temperaturer i olje og stekepanne PROSJEKTNR 107565 RAPPORTNR NBL F12102 VERSJON 1.1 13 av 16 350 300 Temperatur / Celsius 250 200 150 100 50 0 0 2 4 6 8 10 Tid / Minutter Stekepanne Olje 12 14 16 18 Differanse Figur 9: Sammenligningsmålinger av temperaturer i olje og stekepanne Platene var kalde og kokeplaten ble stilt på full effekt ved teststart, stekepannen var plassert som i Figur 4. Resultatene viste en temperaturforskjell mellom 20 og 50 °C som vist i Figur 9, avhengig av temperatur ved oppvarming av romtemperert olje og stekepanne. Differansen ligger på 25 grader i området der komfyralarmen reagerer. Resultatene er vist i Tabell 4. Tabell 4:Tabell med justerte nivåer for temperaturene til oljen i stekepannen Høyeste målte Test nr Forvarsel [°C] Alarm [°C] temperatur [°C] 1 346* 359* 361* 2 304 325 326 4 279 301 306 *I test 1 kan overflatetemperaturen avvike noe fra det som ble målt, men dette er ikke sjekket. I test 1 er det ingen olje som kan antenne. PROSJEKTNR 107565 RAPPORTNR NBL F12102 VERSJON 1.1 14 av 16 4 Diskusjon I kravspesifikasjonen fra Hjälpmedelsinstitutet er det stilt krav om at i test 1 til 3 skal strømmen brytes ved 275 °C ± 10 °C og i test 4 bør strømmen brytes ved denne temperaturen. Gjennomsnittlig ga komfyrvakten (justert som beskrevet i 3.1) forvarsel ved 321 °C og alarm ved 339 °C med liten variasjon, mens test 4 ga forvarsel ved 279 °C og alarm ved 301 °C. Dette viser at komfyrvakten går i alarm noe senere enn det kravspesifikasjonen krever på innlæringsnivå 5, som er standard fabrikkinnstilling. Ved alarm kan brukeren gi beskjed til komfyrvakten ved å trykke to ganger hvis alarmen varsler riktig, eller én gang for å lære alarmen at alarmen ikke er riktig, og dermed redusere følsomhetsnivået. Dette resultatet viser at følsomhetsnivået burde vært satt lavere. De fire testene i kravspesifikasjonen fra Hjälpmedelsinstitutet gir ulik varmestråling. Spesielt test 4, som har tre kokekar med kokende vann i tillegg til en stekepanne med olje, gir en annen total varmestråling enn ved kun én plate i bruk. Varmestråling fra kokekaret i test 3 vil gi en større forskjell i resultatet fra test 1 og test 2 hvis varmedetektoren er plassert med diagonalt innsyn (i tilfeller der detektoren blir plassert lavt på veggen i stedet for i avtrekkshette). Innlæringsfunksjonen er ment å skulle ta hensyn til ulike plasseringer. I testene som ble gjort av SINTEF NBL, var komfyralarmen plassert under avtrekksvifta som vist i Figur 2. Resultatene viser at komfyrvakten ikke varierer mye i respons mellom hver test, avbruddstemperaturene ligger generelt litt høyere enn kravene fra Hjälpmedelsinstitutet, men med fortsatt god margin før fare for antennelse av matoljer. Spontanantennelsestemperaturene til matoljer ligger normalt mellom 400-450 °C. Det oppstod ikke brann i noen av de 5 testene som ble utført. Blant testene basert på Hjälpmedelsinstitutets spesifikasjon var det en margin på over 60 °C til nedre temperatur for spontanantennelse til de vanligste matoljene. Dette var ikke innfor Hjälpmedelsinstitutet kriterier, men vi mener likevel at det er god margin til mulig antennelse. Temperaturene i støpejernsgryta lå noe høyere enn i test 1 til 4. Sammenlignet med resultatene fra komfyrvaktene beskrevet i SINTEF NBL sin rapport " Brann til middag" (1), viser det at i dette tilfellet ligger denne komfyrvakten i samme området som andre komfyrvakter på markedet, noe høyt, men fortsatt med en margin til spontanantennelse. Fordelen med dette komfyrvaktsystemet i forhold til testene av komfyrvaktene som er rapportert i "Brann til middag" er fleksibiliteten og lav variasjon i temperaturer vakten går i alarm. Dette sikrer jevn prestasjon ved ulike situasjoner. Produsenten informerte etter utført test at fabrikkinnstillingen skal skaleres, slik at nåværende følsomhetsnivå 1 vil representere norsk innlæringsnivå 5. Dette er på grunn av at norske komfyrer har lavere effekt enn de finske komfyrene som produsenten har tilpasset produktet til. Grunnen til dette kan være at Norge har strengere krav til sikringene for komfyrer enn Finland. Produsenten anslår at dette vil føre til at komfyrvakten vil gå i alarm 10 °C tidligere, basert på egne tester. SINTEF NBL har ikke verifisert dette. Komfyrvakten har mulighet for å kutte strømmen på egenhånd, uten at komfyralarmen er tilkoblet, denne funksjonen ble ikke testet av SINTEF NBL. Produsenten opplyser at komfyrvakten kan tolke og reagere på lydsignaler fra andre eksterne detektorer, som røykvarslere og CO-detektorer. En kombinasjon mellom forskjellige detektorer vil kunne øke sikkerheten betraktelig, ved å kunne analysere flere parametere for brannfare. Komfyrvakten kan også kobles til eksisterende alarmsystemer for integrasjon og økt sikkerhet. Dette kan for eksempel kunne oppdage røykutvikling fra pizzaesker og annet brennbart materiale som er forlagt på kokeplatene. SINTEF NBL har ikke testet denne utvidede funksjonaliteten. PROSJEKTNR 107565 RAPPORTNR NBL F12102 VERSJON 1.1 15 av 16 5 Konklusjon Det oppstod ikke brann i noen av testene som ble utført. Det var relativt små variasjoner i temperatur hvor komfyrvakten gikk i alarm i forskjellige situasjoner. Komfyrvakten SFC300RF i kombinasjon med komfyralarmen SA102RF kutter strømmen med tilfredsstillende margin uten unødig alarm før spontanantennelsestemperaturer i de scenariene som ble undersøkt. Ved produsentens varslede endringer av innlæringsnivå til det norske markedet, vil denne marginen kunne bli bedre. Samhandling med tilleggsmoduler som CO-detektorer og røykvarslere, i tillegg til muligheter for integrasjon med eksisterende alarmsystem, vil øke mulighetene til å hindre brann før den oppstår. Referanser 1. Stølen, Reidar, et al., et al. Brann til middag? Undersøkelse av sikringstiltak mot branner på komfyr. Trondheim : SINTEF NBL as, 2011. SINTEF-rapport NBL A11111. 2. Kravspesifikasjon Spisvakter, baskrav. 21 51 15 Övervakningssystem. Giltig från och med 2004-03-01. s.l. : Hjälpmedelsinstitutet, 2004. PROSJEKTNR 107565 RAPPORTNR NBL F12102 VERSJON 1.1 16 av 16 Teknologi for et bedre samfunn www.sintef.no
© Copyright 2024