可安装在墙壁的喷头单元的制作方法

1.本发明涉及用于灭火系统的可安装在墙壁的喷头单元和包括至少一个可安装在墙壁的喷头单元的系统。


背景技术：

2.住宅密集、人口迁移以及规划和建筑的限制已经在世界许多地区的许多城市和郊区产生了非常高的房地产价值。这转而又导致甚至在许多农村地区房地产价格上涨。在这种情况下，该趋势驱动房地产开发商最大限度地利用空间，但建筑法规通常要求会占用空间的某些安全功能和某些类型的布局。
3.除了可用的建筑面积外，还发现消费者重视他们家中的某些美学和实用配置。值得注意的是，媒体曝光使得消费者期待更具魅力的住宅，通常采用开放式布局，其中逃生路线穿过居住区。
4.例如，在英格兰和威尔士，建筑法规坚持要求在较高的房屋中增加楼梯，要求在公寓内使用空间来创建大堂空间，并要求楼梯和出口路线不得穿过居住区，所有这些都是为了便于安全逃离火灾。此外，他们要求在附近道路的一定距离内建造建筑物，以方便消防车进入。这些规定会极大地降低在给定土地上可能创造的房产的价值。
5.这种消防安全法规与消费者预期和愿望之间的紧张关系既存在于新建设项目中，也存在于将地下室、阁楼和其他类似类型的空间转换成居住空间以及将分隔的居住空间重新配置为开放式区域的过程中。
6.喷洒灭火器(fire sprinkler)和其他灭火系统有时用于居住和住宅物业，作为提高房产固有安全性和补偿特定风险和危害的手段，并且在某些条件下可能允许越过上述所有规定。
7.尽管它们能够实现设计灵活性，但由于成本、对水危害的担忧以及将喷洒系统改装到现有的房产中的困难性等一个或多个因素，喷洒灭火器系统在住宅物业中发现远不如在工业和商业场所中常见。
8.家用喷洒灭火器系统的一些替代品越来越受欢迎；例如，plumis有限公司以名称“automist”销售了一种灭火系统，有关该系统的详细信息可在wo2016/071715a1中找到。


技术实现要素：

9.根据本发明的第一方面，提供了一种可安装在墙壁的喷头单元。该喷头单元包括：可旋转喷头组件，包括围绕第一轴线可旋转的喷雾歧管、以及喷雾嘴，该喷雾嘴由喷雾歧管支撑并定向成在由第一轴线和垂直于第一轴线的第二轴线限定的平面中径向地输送灭火材料(例如，水或水基材料)雾。喷头单元包括至少一个传感器和/或用于接收来自外部传感器的传感器信号和/或来自外部控制器的控制信号的接口。可旋转喷头组件不支撑传感器。
10.因此，传感器可以持续地监测房间。
11.一个或多个传感器可以采用热传感器和/或热摄像头的形式。传感器或一个或多
个传感器或所有传感器可以集成到喷头单元中(但不形成可旋转喷头组件的部分)。传感器或一个或多个传感器或所有传感器可以不包括在喷头单元中。传感器可以安装在与喷头单元相同的房间中。例如，传感器可以安装在与第一喷头单元相同的墙壁上、不同的墙壁上或安装在天花板中。传感器可以是可移动的，例如安装成可旋转的。
12.喷雾嘴可以被配置为使得雾由直径约40至120微米的液滴组成。喷雾嘴可以被配置为形成在平面中的薄的扇形水雾，该平面优选地是竖直平面。这允许附壁效应携带喷雾。喷雾嘴可以被配置为在至少2
×
α
°
的平面中以弧形输送灭火材料雾，其中，α介于25到60之间。α介于25到40之间。α可以为大约32.5。
13.喷头单元可具有正面平面，当喷头单元安装在墙壁中时，该正面平面平行于墙壁，喷头单元包括两个或更多个传感器和两个或更多个面，该两个或更多个面偏离该正面平面的法线定向以面向房间的不同侧，每个面支撑垂直于该面而定向的一个或多个传感器。
14.这可以有助于更容易地监测更宽的弧(因此房间的更大部分)，例如达180
°
。可以存在三个或更多个面。三个或更多个面可以采用半多边形棱柱的形式。
15.一个或多个传感器可以是一个或多个高温计。
16.一个或多个高温计可用于生成热图。因此，可以避免连续使用摄像头，从而减少可能阻碍系统使用的隐私问题。尽管可能不会连续使用摄像头，但可能以限制时间的方式使用摄像头(例如，以合适的间隔(例如，5或10分钟)捕获帧或帧组，和/或在事件特定的情况下使用摄像头(例如，一旦另一个传感器检测到可能发生火灾的迹象)。
17.可旋转喷头组件可能能够扫过围绕第一轴线的至少120
°
的角度范围，同时输送雾。
18.可旋转喷头组件可能能够使组件扫过高达
±
β
°
，同时输送雾，其中，β
°
＝0垂直于孔，并且β至少为75
°
。
19.可旋转喷头组件可包括用于输送雾的一系列部署位置和隐藏喷雾嘴的停放位置。因此，当不使用时，喷雾嘴被储藏在无法接近的位置中而看不到，以防止其被篡改或阻塞。
20.可旋转喷头组件可包括不同于停放位置的设定位置，用于使可旋转喷头组件准备好移动到用于输送雾的部署位置。因此，该单元可以被触发(通过来自传感器或控制器的第一信号触发)，使得可旋转喷头组件从停放位置移动到设定位置，并且响应于来自传感器或来自控制器的信号或进一步的信号，可选地进一步旋转到部署位置(例如，以指向火)，然后激活，即，部署水雾。在一些实施例中，设定位置和部署位置可以相同。换言之，喷头移动到预期会部署水雾的部署位置。然而，设定位置可以是中性位置(例如，β
°
＝0)，以减少向部署位置的进一步移动。这可以在部署位置未知时使用。设定位置可以是到部署位置的距离的比例，例如，到部署位置的距离的一半。
21.根据本发明的第二方面，提供了一种可安装在墙壁的喷头单元，包括安装在房间的地板与天花板之间的大约一半高度处的喷头单元。喷头喷雾嘴可以安装在房间的地板与天花板之间的高度的0.4到0.5之间。房间的地板与天花板之间的高度可能为2.5m。喷头喷雾嘴可以安装在距房间的地板1到2m之间。
22.喷头单元还可包括第一控制器。
23.根据本发明的第三方面，可以提供一种系统，包括喷头单元和与第一控制器通信的第二控制器。
24.第二控制器可以是主要控制器或主控制器。第二控制器可以与相应的喷头单元中的两个或更多个第一控制器进行通信。第二控制器可以在另一个喷头单元中。
25.第一控制器和/或第二控制器可以(各自)包括一个或多个处理器和存储器。
26.第一控制器和/或第二控制器可以被配置为接收和处理来自一个或多个外部传感器和/或一个或多个控制单元的信号。
27.一个或多个外部传感器中的外部传感器可以是烟雾探测器。一个或多个外部传感器中的外部传感器可以是数字摄像头。一个或多个外部传感器中的外部传感器可以是湿度传感器。一个或多个外部传感器中的外部传感器可以是空气质量传感器。一个或多个外部传感器中的外部传感器可以是无源红外传感器。一个或多个控制器中的控制器可以是用于允许用户控制喷头单元的远程控制单元。
28.喷头单元或系统还可包括与第一控制器和/或第二控制器进行通信的无线网络接口模块。
29.无线网络是移动网络(例如，gsm、4g、5g)、无线局域网(wlan)、远程广域网(lorawan)或低功率广域(lpwa)网。
30.第一控制器和/或第二控制器可以被配置为经由无线网络传输数据。
31.喷头单元或系统还可包括可由第一控制器和/或第二控制器访问的非易失性存储装置。存储装置可以被配置为存储来自至少一个传感器的数据。第一控制器和/或第二控制器可以被配置为将事件记录在存储装置中。第一控制器和/或第二控制器可以被配置为将事件与时间戳记录在存储装置中。优选地，时间戳采用时间和日期的形式。
32.第一控制器和/或第二控制器可以被配置为控制喷雾歧管的旋转。
33.控制器可以被配置为依据来自一个或多个传感器的信号标识预定事件的发生并用信号通知预定事件的发生。
34.预定事件可以是检测到窗户打开或门打开达至少预定时间段的指示。预定事件可以是检测到发霉(mold)的指示。预定事件可以是检测到漏水的指示。预定事件可以是没有移动和/或房间的占用缺少变化。预定事件可以是时间相关的。换句话说，事件可能由于时间(例如，与在相同时间发生的行为的偏差)而被认为已经发生。
35.第一控制器和/或第二控制器可以被配置为与加热和/或通风和/或空调系统交换信号。
36.第一控制器和/或第二控制器可以被配置为接收和存储来自远程位置的软件更新。
37.第一控制器和/或第二控制器可以被配置为确定是否需要维护，并且如果需要，则发信号通知需要维护。
38.喷头单元或系统还可包括用于向用户输出信号的扬声器。
39.第一控制器和/或第二控制器可以被配置为响应于从两个或更多个间隔开的传感器接收到相应的位置相关信号，计算到被感测的对象的距离或被感测的对象的位置。优选地，被感测的对象是火。
40.根据本发明的第四方面，提供了一种系统，包括喷头单元和与喷头单元进行通信的传感器。
41.根据本发明的第五方面，提供了系统和与第二控制器进行通信的传感器。
42.根据本发明的第六方面，提供了一种系统，包括喷头单元和泵，该泵用于将灭火材料从源供应到至少一个可旋转喷头组件。该泵以每分钟少于6升的速率汲取灭火材料。
43.喷头单元可以很容易地安装在家中，并代替喷洒灭火器使用。
44.第一轴线可以是基本上竖直的轴线并且该平面可以是基本上竖直的平面。第二轴线可以基本上位于水平面中。
45.喷雾歧管可以是仅可围绕第一轴线旋转。这可以有助于喷头单元的简单操作，从而降低单元的复杂度和成本。
46.喷头单元还可包括与喷嘴流体连通的入口端口。入口端口可以与第一轴线同轴。
47.热传感器或每个热传感器可以包括红外温度计。
48.喷雾歧管可以包括面(可以是平坦的或弯曲的)，并且喷头和至少一个热传感器可以设置在该面中。
49.喷雾嘴和热传感器可以在平行于第一轴线的方向上偏移。例如，喷嘴可以位于热传感器的上方或一排传感器的中间的上方。
50.喷头单元还可以包括致动器，该致动器被配置为使喷雾歧管围绕第一轴线旋转。致动器可以是伺服马达。
51.喷头单元可以包括两个或更多个喷嘴。
52.喷头单元可包括具有孔的外壳，并且可旋转喷头组件可容纳或主要容纳在外壳中。该外壳包括安装盒(例如，电气安装盒)和面板。
53.可旋转喷头组件可以布置成使得在停放位置中，喷嘴通过孔不可见。可旋转喷头组件可以布置成使得在操作位置中，喷嘴通过孔是可见的或者喷嘴穿过孔伸出。
54.喷头单元还可包括控制单元，该控制单元可操作地连接到至少一个热传感器并被配置为控制可旋转喷头组件的旋转。控制单元可以包括微控制器。
55.喷头可以被配置为在使用时使可旋转喷头组件扫过围绕第一轴线的至少120
°
的角度范围。
56.喷头可以被配置为在至少2
×
α
°
的平面中以弧形输送灭火材料雾。α可以是至少25
°
。α可以不超过60
°
、55
°
或40
°
。优选地，α为约32
°
。
57.该系统可以包括泵，该泵用于将灭火材料从源供应到至少一个可旋转喷头组件，其中，该泵以每分钟少于6升的速率汲取灭火材料。
58.该泵可以是第一泵，并且该系统还可以包括第二泵，该第二泵用于将灭火材料从该源或从另一个源供应到该至少一个可旋转喷头组件。
59.该系统还可以包括排放部(drain)和至少一个阀，该至少一个阀布置成允许到至少一个可旋转喷头组件的管道系统填充灭火材料而不进行部署，然后进行排放，以便测试系统。
60.根据本发明的第七方面，提供了一种并行灭火系统，包括第一独立可操作的灭火系统和第二独立可操作的灭火系统，第一灭火系统和第二灭火系统中的每一个包括相应的泵和经由相应的管道系统道连接到泵的至少一个可安装在墙壁的的喷头单元的相应组，其中，房间由第一灭火系统的第一喷头单元和第二灭火系统的第二喷头单元服务。
附图说明
61.现在将参考附图以示例的方式描述本发明的某些实施例，其中：
62.图1是灭火系统的示意框图，该灭火系统包括用于喷射灭火材料的至少一个喷头；
63.图2是墙壁和安装在墙壁的喷头单元的透视图，该安装在墙壁的喷头单元包括可旋转的喷头组件；
64.图3是第一喷头单元的透视图；
65.图4是喷头单元的控制单元的示意框图；
66.图5是第二喷头单元的透视图；
67.图6是展示180
°
感测范围的安装的第二喷头单元的俯视图；
68.图7是示出使用中的安装在墙壁的喷头单元的房间的透视图；
69.图8是示出连接到外部系统的消防系统的示意框图；
70.图9示出了使用立体感测的火情位置；
71.图10示出了使用三角测量的火情位置；
72.图11是由灭火系统执行的方法的流程图；
73.图12是具有两个泵的灭火系统的示意框图；
74.图13是灭火系统的示意框图，该灭火系统允许用灭火材料对管道进行预装载和排放；
75.图14是灭火系统在预装载管道时执行的方法的流程图；以及
76.图15是具有两个灭火器的多层建筑的透视图。
具体实施方式
77.在以下描述中，相同的部件由相同的附图标记表示。
78.参考图1，示出了消防系统1(也可称为灭火系统)。
79.系统1包括至少一个火情探测器2、主控制器3、泵4，该泵4用于将灭火材料5(在该示例中为水)从源6经由管道7供应到至少一个可旋转喷头组件8(本文也简称“喷头”)。源6是自来水。如图1所示，火情探测器2和喷头8可以共同位于一个空间9中。主控制器3和喷头8通过通信线10连接。
80.该系统的一般操作原理在wo 2010/058183 a1中进行了描述，该文献通过引用的方式并入本文。
81.还参照图2，每个喷头8形成安装到墙壁12的喷头单元11的一部分。喷头8通常保持在暴露出喷雾嘴19(图3)的第一位置(“停放位置(parked position)”)。当系统1激活时，喷头8旋转以使喷雾嘴19(图3)指向火，并且泵4在高压下(在本示例中约为80巴(80兆帕))输送水5，从而喷头8喷出细小的水雾。
82.灭火系统1结合了可以有助于(i)提高其有效性，(ii)展现其可靠性和/或(iii)与人及其房产和谐相处的特征。
83.通过尽早处理火情可以提高系统的有效性，从而有助于限制住户暴露于有毒气体和热量。可以通过验证(例如，通过记录和分析数据)来证明可靠性。通过部署考虑到住户如何使用他们家的系统可以提高和谐性。
84.参考图3，示出了第一喷头单元11。
85.第一喷头单元11包括面板13，在这种情况下，该面板13是两部分的面板，具有分别设置在面板13的下部和上部中的第一信箱状孔14和第二信箱状孔15、以及主外壳部分16(本文也称为“安装盒”)。优选地，主外壳部分16位于墙壁12中的凹槽(未示出)中。
86.喷头单元11包括可旋转喷头组件8，该可旋转喷头组件8可以在一个竖直轴线17上转动，从而通过第一孔14突出。可旋转喷头组件8包括细长的箱形喷雾歧管18、喷雾嘴19和入口端口(未示出)，该入口端口优选地与可旋转喷头组件的旋转轴线17同轴。喷雾歧管18具有长且平坦的侧面26和端面27，喷雾嘴19设置在在端面27中。关于喷头组件8的更多细节可以在wo2016/071715a1中找到。
87.喷雾嘴19被配置为取决于喷头组件8的旋转位置在特定的方位角方向上(即，以角度θ
°
)输送液滴。喷雾嘴19可以被制造为歧管18的一部分或作为单独的插入件。
88.系统1包括一个或多个传感器20，该一个或多个传感器20优选地采用热传感器和/或热摄像头的形式，可以集成到喷头单元11中，但不形成可旋转喷头组件8的部分。传感器20不需要包括在喷头单元11中，而是可以安装在与喷头单元11相同的房间中，例如，安装在与第一喷头单元11相同的墙壁12上，不同的墙壁或天花板中(未示出)。传感器20可以是可移动的，例如，安装成可旋转的。
89.优选地，传感器20是基于非接触式热电堆的红外温度计，例如，具有锥形视场的melexis mlx90614xcc，其中锥形的全角约为35
°
。
90.传感器20持续监测房间，这可以有助于尽早标识火情的存在。传感器20也可以用于建立房间的热图。热图的历史可用于标识使用模式，这有助于减少假阳性的机会。通过监测热量，该系统可以确定头8是否被阻塞、确定住户是否在房间中、确定重要的防火门是否已被支撑开等等。机器学习可用于预测可能导致火灾的状况，例如，诸如某人正在做饭或吸烟，或者某人正在使用蜡烛等。
91.如果认为可旋转喷头组件的中心位置处于参考角β
°
＝0
°
(其中，β
°
＝(θ
°–
90
°
))，由此传感器和喷嘴垂直地指向平坦的竖直墙壁12，则该组件布置成将喷雾嘴19旋转到充分接近
±
90
°
位置的角度β
°
，从而允许附壁效应在沿安装墙壁12的任一方向上携带喷雾。优选地，这通过允许足够大的旋转自由度使得方位角的模量可以在两个方向上达到高达β
°
＝
±
75
°
的值来实现。优选地，可旋转喷头组件具有“停放”位置，在该位置处，从安装盒15和面板13的外部看不到传感器和喷雾嘴。通过驱动方位角接近或超过β
°
＝
±
90
°
位置之一到达该停放位置。
92.喷头单元11包括液体供应软管(未示出)，其端接设计成插入可旋转喷头组件的入口端口(未示出)中的配合耦合器(未示出)。
93.安装盒15是耐火的。安装盒15允许可旋转喷头组件8以稳定的方式安装到墙壁12(图2)，同时允许组件在其轴线17上旋转，配合耦合器(未示出)在旋转期间牢固地保持在适当位置。安装盒15提供固定特征，优选地是可以接纳螺栓(未示出)的螺纹孔(未示出))，以允许附接面板13。
94.还参照图4，喷头单元11包括旋转致动器23和位置传感器24。致动器23和位置传感器24由伺服马达提供。喷头单元11还包括齿轮系(未示出)、控制单元25、传感器电缆(未示出)和接口26(例如，串行总线接口)，由此喷头单元12可以由其他装置控制和/或可以控制其他装置，和/或接收和/或发送传感器信号。
95.喷头控制单元25包括为微控制器形式的喷头控制器31，该微控制器具有至少一个处理器32、存储控制程序34的存储器33和输入/输出模块35，该输入/输出模块35与主控制器3、传感器20、致动器23和位置传感器24通信。喷头11可以包括发声器36和/或显示器37，并且输入/输出模块35与发声器36和/或显示器37通信(如有必要，经由每个输出装置的适当的驱动器)。
96.还参照图5和图6，示出了第二喷头单元11'。
97.第二喷头单元11'类似于上文所述的第一喷头单元11，不同之处在于面板13的上部设置有切面突出部(faceted projection)41，该切面突起突出部41例如为具有第一面421和第二面422的三棱柱41的形式，该第一面421和第二面422支撑设置为在面421、422的法线上进行感测的第一传感器和第二传感器(未示出)。
98.每个传感器(未示出)可以具有方位感测范围a
°
，其是钝角，例如为120
°
。传感器(未示出)以角度b
°
成角度，例如30
°
。因此，传感器(未示出)可用于提供180
°
的覆盖范围c
°
。可以设置一个或多个另外的面，每个面支撑相应的传感器(未示出)。例如，可以使用三个面。
99.面板13保护喷头组件8不被人无意碰到或损坏。优选地，面板13具有交流电盲板的标准化尺寸，并且以wo2013/114077a2中描述的方式借助于一对具有中心间距的螺栓(未示出)和与前述盲板兼容的螺纹而附接。
100.面板13具有孔14，该孔14足够大以允许可旋转喷头组件8在方位角范围内旋转而不会阻碍喷嘴19。
101.传感器20可以采用能够在例如-75
°
到 75
°
之间的方位角β的宽范围间进行成像的摄像头或成行的传感器的形式。因此，传感器20是固定的。这可以简化喷头单元11。它使传感器20能够在不需要旋转喷头组件8的情况下进行测试，不时地收集数据并因此建立可用于标识发生异常发热的热分布模式的模型。
102.外部传感器20，即，未由喷头单元11支撑的传感器。喷头单元11服务的房间可以设置有一个或多个远程传感器，例如，位于一个或多个墙壁和/或天花板中。因此，传感器可以部署在不太显眼的位置中并连续地、定期地或按需运行，而无需使喷头组件8旋转。
103.房间不需要具有任何传感器，而是转向将灭火材料部署到预定位置，该预定位置可以对应于床或椅子的位置，或有火灾风险的位置。
104.传感器20可以是定点热探测器，优选地具有在57℃到58℃之间的设定点。系统1可以布置成由一个或多个烟雾探测器激活。这可以提供更早的激活，因此可以在火灾发展得过大之前将其抑制。
105.系统1可以采用其他形式的传感器来提供外部输入。例如，系统1可以包括烟雾报警器和/或摄像机以标识烟雾。系统1可以包括远程控制单元以允许居住者实时控制系统，例如运行诊断测试。系统1可以包括湿度传感器、空气质量传感器和/或一个或多个pir传感器以提供数据来补充温度图。
106.探测系统可以配备有控制器3、泵4和喷头8。主控制器3可以具有允许单独购买多个检测选项的标准化接口。主控制器3可以间接地连接到探测系统。例如，主控制器3可以借助于电信号电缆连接到压力发生器，该压力发生器又借助于无线继电器无线链接到热探测器或烟雾探测器。
107.参考图7，使用喷头单元11的系统1可以基于房间45内最热区域或重要区域的标识，允许灭火剂液滴(优选地，水或水基)的射流43瞄向火情44的大致方向。使用热探测器来激活装置可以有助于确保在激活发生时大火正在发生。优选地，液滴射流43形成薄的竖直水雾片，其具有合适的形状以允许天花板和地板上很少有浪费的水，并且具有足够的液滴速度以使喷雾行进几米。优选地，水射流43由直径约40至120微米的液滴组成，液滴是通过使灭火剂流体在约75至110巴的压力下通过小孔口而产生。
108.一个或多个传感器20可以位于房间45的天花板中。例如，传感器20可以位于房间45的中间。一个或多个传感器可以位于房间45的一个或多个墙壁12中。传感器20可以结合到另一个装置中，例如，烟雾探测器、用于运动感测的无源红外探测器和/或光开关中。
109.优选地，孔口和关联的喷嘴组件被配置为输送薄的竖直扇形雾，其液滴以在水平上方α
°
与水平下方α
°
之间的在速度矢量角的近似均匀分布离开孔口。优选地，α介于25
°
到40
°
之间，但也可以更大，例如，为55
°
或60
°
；甚至更优选地，α取大约32.5
°
的值。
110.随着距喷嘴的距离增大，液滴之间的空气动力学相互作用使得扇形变窄，因为液滴的速度矢量随着距离而愈加彼此对齐，从而通过距喷嘴2m的距离形成近似准直的水平射流。优选地，喷雾嘴安装在距房间地板1到2m之间，使得在2.5m的典型房间高度中，与天花板和地板的附壁效应将进一步准直射流，从而增大其有效范围，因此增大灭火保持有效的距离。
111.参考图8，系统1可以经由网络51连接到外部节点52(例如，服务器、网关或其他计算机系统)，使得可以在系统1已经被破坏的情况下通知实体，例如，住户、保险人或紧急服务，以发出警报等。节点52可用于向紧急服务54或基于云的系统55例如直接或经由互联网53提供通信。
112.系统1包括主控制器1和/或头控制器31、传感器2、与公寓或房屋内的其他装置56(或“家用电器”)(例如，摄像头、湿度传感器、加热/冷却系统等)的接口和用户控制件57(例如，遥控单元、控制面板等)。
113.网络51可以采用移动网络(例如，gsm、4g、5g)、无线局域网(wlan)、远程广域网(lorawan)或低功率广域(lpwa)网的形式。
114.控制器3和31可以运行可用于实时记录事件的事件记录模块58(或“事件记录器”)、可用于从来自数字摄像头或其他源的数据标识火情的烟雾推断模块59(或“推断器”)和用于监测活动和状况并采取适当的动作(例如，通知护理人员或紧急服务)的监测模块60(或“监测器”)。
115.事件记录器58、推断器59、监测器60或其他操作软件(未示出)可以使用“空中”更新来更新，例如以随着时间改进推断器58。优选地，系统1具有足够的计算资源以允许其独立于连接而运行。
116.改善健康和康宁与预防火灾的目标密切相关。优选地，火灾缓解策略考虑相关因素，例如，住户的生理和/或心理健康、社会关怀需求、生活方式、日常生活和环境。
117.监测器60可以结合到可以被改装的系统1中。这可用于为在住房中生活和工作的人们提供综合服务。这可用于提供早期干预和预防，以改善健康和康宁，并在问题恶化和引起火灾之前处理问题。例如，监测器59可用于帮助标识是否有人打开窗户或撑开防火门，标识隔热性差的区域，标识由于较冷的墙壁温度而导致的发霉和漏水的存在，或者标识加热
是否不必要地在夜间运行。
118.通过与加热、通风和冷却(hvac)系统(例如，加热系统)协同运行系统1，允许优化能源效率并根据例如天气调整区域(例如，公寓、房屋或其他可占用空间)内的温度。这可以对患有健康问题(例如，严重的关节炎，这可能被恶劣的温度加剧)的人有所帮助。
119.监测器60可用于监测占用和/或活动水平。例如，系统1可用于标识个人是否已经给定时间段(例如，12或24小时)内没有离开房间和/或标识某人是否无意中被隔离并且没有访客，如果是，则向护理人员发送信息。
120.监测器60可以基于过去的经验确定一天中给定时间的行为和/或状况是否偏离了该时间的限制，如果是，则向护理人员发送消息。
121.系统1可以操作实时时钟(即，提供日期和时间的时钟)并保持记录有日期和时间的事件的记录。事件的记录可以包括事件标签(例如，房间中住户数量的变化、高温、测试的执行等)。
122.系统1可以基于记录的数据确定是否需要维护，如果需要，则提示居住者或其他利益相关者(例如，房东)进行维护，即执行预测性维护。例如，系统1可以周期性地(例如，每周一次)执行管道是否填满的测试。可以使用压力表测量管道中的压力并进行记录。如果发现压力下降为低于阈值水平但仍超过安全操作水平，则监测器60可以通知居住者和/或向居住者或利益相关者发送消息。预测性维护可以采用机器学习技术。
123.由系统1收集到的数据(例如，传感器数据、事件的时间等)可用于更新系统如何操作，例如，通过更新火情位置算法、维护确定算法和/或由系统中的一个或多个控制器3(图1)和31(图4)运行的其他算法或进程。
124.再次参考图3和图5，喷头11和11'包括两个(或更多个)传感器，例如，201、202，其形式为二维像素阵列高温计(“多像素传感器”)，例如，具有32
×
24像素。
125.还参考图4和图9，在喷头单元11中使用两个(或更多个)多像素传感器201、202允许控制器31计算到火情44的距离以及方位角。
126.还参考图10，在房间45中使用两个(或更多个)喷头单元111、112，每个喷头单元至少具有允许进行角度辨别的一维水平像素阵列传感器(未示出)，这允许头单元111、112中的一个或两个中的主控制器3(图1)或控制器31(图4)对火情44的位置进行三角测量。房间布局可以被捕获或输入并保存在存储装置中，如果找到与每个头111、112相关的与火情44所成的角度(在这种情况下为第一角度p
°
和第二角度q
°
)，则可以找到火情的范围并计算房间中火情的位置。
127.房间45中的两个(或更多个)喷头单元111、112可用于监测两个喷头单元111、112之间的视线，从而确定一个喷头单元111、112是否被阻挡。
128.操作
129.参考图1、图3、图4和图11，现在将描述操作系统1的方法。
130.控制器(例如，主控制器3或头控制器31)连续地从传感器20和可选地从其他源接收数据(步骤s1)。数据可以被存储和处理。如果保存了空间的模型(例如，与使用模式相关)，则可以更新模型。控制器3和31确定是否标识出事件(步骤s2)。例如，事件可以是使用传感器20检测到来自火的热量。事件可以是检测到烟雾或表明火情发生或存在的其他状况的变化。
131.如果标识出事件，则可以通过旋转喷头8以使喷嘴19对准火来准备好使用喷头11(步骤s3)。控制器3、31确定是否触发灭火材料的部署(步骤s5)。例如，触发可以来自另一个控制器，该另一个控制器例如可以验证火情的存在，或者可以来自该控制器本身，例如，如果该控制器确定火情已经蔓延，或者如果控制器确定已经过去给定时间段(例如，10秒)但没有收到相反的指示(即，指示误报)。
132.如果控制器31接收到复位信号或指令(步骤s6)，则它使喷头8返回到其停放位置(步骤s8)。然而，如果接收到触发，则控制器31使压力发生器4和/或控制阀(未示出)将加压流体5供应到可旋转喷头组件的供应软管(步骤s9)。
133.参考图12，系统1可以包括并行运行的两个泵41、42。这提供了冗余。此外，如果例如需要使用两个头8，则这可以用于保持压力。
134.再次参考图1，控制器3可以改变压力、流量或使用的喷嘴数量(在多喷嘴单元中)，调整办公室的大小和/或控制到泵马达的电流以控制喷雾图案的长度。因此，如果火情远离或在障碍物下方，这可用于部署短喷雾。
135.为了帮助确保灭火材料被有效地输送，管道7可以包括流量计(例如，径流涡轮流量计)或者包括靠近头8的压力计。
136.参考图13，系统1可以包括阀65和排放部66，这允许管道7在测试期间或用于准备好系统时装载水。
137.还参照图14，作为附加步骤，如果标识出事件(步骤s2)，则可以用水预装载管道(步骤s4)。如果系统被重置(步骤s7)，则阀66可以打开并且管道7中的水排入排放部66。
138.可以设置附加的泵和阀以允许用空气对系统进行测试。
139.如前所解释的，系统1可以周期性地(例如，每周一次)执行自测试。
140.参考图15，建筑物67可以设置有两个或更多个独立可操作的消防系统11、12。例如，建筑物67可能具有例如在不同楼层681、682、683的房间451、452、453。每个系统11、12可用于为每个房间451、452、453提供防火保护，从而提供冗余性。
141.消防系统1可以具有一个或多个优点。
142.消防系统1可以使用少量的水(或其他灭火材料)，因为它朝向火施加水雾并且将水雾施加到火上方和/或下方的窄带。在实验中，发现这允许非常少量水量达到与要求常规喷洒灭火器实现的相同的灭火质量，常规喷洒灭火器可能每分钟使用超过100升，而我们的发明通常每分钟使用5.6升。
143.喷头11小且易于安装。它可以在视觉上是小巧的，并且在安装时可以很容易地呈现美观，因为它可以很容易地被构造成类似于电源插座板、灯开关板或电气盲板。还可以以低成本实现系统1，使其更适合在家中使用。
144.它的单轴线操作、水平喷射方向、中等高度的安装位置和窄束喷雾形状允许更简单的指向机构。
145.使用具有近似准直的喷射射流的高压水雾以及与通常与喷射方向平行的天花板和/或地板的附壁效应相互作用可以允许有效地将灭火剂液体直接输送到在距喷头高达至少5.7米的距离处的火。将同轴流体注入到可旋转喷头组件中的选择优于使用柔性流体耦合(例如，软管)的替代方法，因为这种柔性耦合器往往具有大的弯曲半径，并且如果反复弯曲可能会疲劳；当工作压力高于75巴时，同轴方法的优势甚至更大，因为为这种压力设计的
软管的柔韧性可能降低。
146.优选地，喷头11安装在1m到2m之间的高度处并且具有对喷头旨在处理的所有可能的火灾危险的直接视线。优选地，它不安装在明火的对面或具有大立体角的散热器或其他热源落在其视角内的地方。
147.在安装时以及作为后续维护制度的一部分，喷头11可以在现场是可调试的和可测试的。这是经由包括以下验证的调试过程实现的：
148.·
热量、烟雾或火焰探测系统可运行，并与雾灭火系统的其余部分和/或喷头11成功互连
149.·
喷头和/或雾灭火系统的其余部分在正确的工作压力下按需运行，该正确的工作压力表明其水路具有正确的阻抗，即，没有明显的泄漏或堵塞
150.·
喷头可以成功地标识人为提供的热源。
151.可选地，安装程序可以包括训练过程，其中，相对于方位角测量典型的最大观测温度。在这个过程中，在使可旋转喷头组件通过校准扫描之前，已知的热源(例如，散热器)将被激活并允许进行加热。
152.喷头可以借助于诸如蜂窝无线电网络或互联网等远程信息处理网络直接或间接地接口到远程诊断和/或警报设备。该网络允许对火灾的存在和设备激活进行远程警报；它允许远程发信号通知任何可检测的故障，例如，热或烟雾探测器中的故障或电池故障、可旋转喷头组件无法正确地旋转或组件的热传感器的故障。可以直接安排系统定期地执行自测，其中远程发信号通知结果，和/或自测试可以是按要求的，由本地信号(例如，按钮按下)或远程信号(例如，由本发明或其关联的设备提供的uri的远程服务器加载的文本消息、电子邮件消息或http页面)提示。
153.整个灭火系统的元件(包括压力发生器、控制阀、喷头和单独的热探测器、烟雾探测器或火焰探测器)之间的通信可以采用多种技术。优选地，热探测器和烟雾探测器使用无线电协议与其他装置接口，这提供了易于安装探测器的好处。优选地，喷头与为其服务的压力发生器之间的通信链路应该通过电缆连接。这些组件之间的物理电缆可以以非常低的成本实现，并且可以与将压力发生器连接到喷头的高压软管同时安装并沿着与其相同的路线安装。电缆可以是以太网电缆(例如，v类或vi类电缆)或其耐火变型。该系统可以采用传统的网络技术(例如，通过电缆的tcp/ip)，或者系统可以使用rs-485或其他协议。或者，电缆可用于提供简单的常开触点，其可在发生火灾时被关闭，以从系统的另一部分向喷头发信号通知激活，或允许喷头向喷头连接到的压力发生器发信号通知火灾。电缆还可以被设计成承载足够的电压和电流，以为喷头的机动移动提供动力，并为其中的电子器件供电。例如，电缆可以以称为“以太网供电(poe)”的方式使用。电缆必须通过对机械振动、灰尘进入和许多天内的日间温度变化稳健的连接技术在任一端处被端接。例如，可以使用螺钉端子，或者可以使用以太网rj-45连接器，前提是选择了合适的稳健连接器变型。
154.在火靠近喷头的情况下，在此情况下喷头可能需要在升高的温度下操作延长的时段，即使马达停止运行，可旋转喷头组件的旋转轴线和安装系统也将保持静止。这是通过用诸如钢和黄铜等金属制造相关的结构喷头组件来实现的。马达不形成用于可旋转喷头组件的支撑件的部分。喷头和关联的软管可以包括一些最终会在火灾中可能遇到的升高的温度下失效的元件。这些组件被设计为在火灾情况下至少持续30分钟；一些组件(例如，软管)通
过水流过它们时的水冷却并且通过由隔热材料与火的一些物理隔离来实现这一点。
155.从广义上讲，性能随着离火的距离而下降，这是由于诸如以下因素而导致的：液滴掉落或在通往火的路线上粘附到天花板或墙壁、以及缺乏完美的喷束准直导致在更远距离处更扩散的灭火喷雾。通过喷头在距火的最大允许距离处，测试该系统通过喷洒器标准。最大允许距离是通过测试确定的，并且将取决于采用的水流。例如，最大允许距离可以是5.7m。
156.相反，如果火情发生在喷头正下方，或在喷头上方/下方并在1米范围内，则在某些情况下(在距喷嘴如此短的工作距离处)，喷束可能太窄而无法直接对火进行喷雾；然而，在测试中，发现该装置仍然可以充分灭火，通过了必要的喷洒器测试。在这种情况下，这种有效灭火的一个促成因素是以下过程。靠近喷嘴的高密度液滴和它们在该位置处的高速度产生气流，该气流将火焰拉向并拉入喷雾中。这有助于防止火焰蔓延超过喷嘴的高度。
157.如果在以后评估新的喷洒器测试并且发现靠近喷头的火在没有附加元件的情况下无法被充分抑制，则可以很容易地调整系统设计指南以确保通过使用额外的喷头，必要时使用关联的附加泵和/或控制阀来服务该喷头而使房间内没有这种不受保护的位置。也可以使用其他策略来消除对此类附加喷头的需要，这些策略包括将发射的喷雾的一小部分向下和/或向上发射的整形的喷雾图案，使得超过角度α
°
，液滴通量不会完全下降到零；并包括指向上和下的附加的喷嘴。
158.应当理解，可以对上文描述的实施例进行许多修改。
159.例如，可以存在超过一个的喷嘴。
160.可以存在超过一个的传感器。
161.改进可以是添加另一种策略以在喷头处于上述停放位置时通过提供不同的水路来处理喷头正下方(或正上方)的火。安装箱内的一侧设置小漏斗，使得如果在喷头“停放”的同时压力发生器被激活，水雾射流被该漏斗捕获，并且水流重定向到喷头下方和/或上方的孔口。通过这种布置，水雾喷射的速度将大大降低，但在与喷头相邻的小区域内可以起到与常规喷洒器相似的作用。当火情位置算法能够得出火情靠近喷头的结论时，将使用这样的特征。
162.另一个改进允许目标喷雾在消防和安全组合系统中用于安全目的。短时急促的喷雾基于红外温度计感测到的体温或附加的无源红外传感器将以入侵者为目标，并由本领域已知的安全传感器(例如，门开关、pir探测器和重量检测垫)激活。这种喷雾可用于利用各种水性标记材料(例如，专业墨水和标签系统)“标记”入侵者，这些水性标记材料可以借助于文丘里管或类似装置引入水流中。这种系统是安全行业中已知的，并以诸如智能水(smartwater)之类的名称命名。或者，这种系统可用于输送其他物质，例如，设计用于使入侵者不能动的流体。