CN1575399A - 用于建筑物的至少一个房间内的空气的安全装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑物至少一个房间内空气的安全装置，其中，该房间具有至少一个吸入外界空气的进气管道和至少一个空气处理装置。特别是安全装置的特征在于，防止房间内的人受到空气污染，特别是有害物质或者有机体的侵害。该目的由此得以实现，即在进气管道内设置至少一个空气污染检测器，通过控制装置与出现空气污染时气密关闭进气管道的安全门连接。具有优点的是，检测器处于进气管道的首端，而安全门处于其末端。在进气管道的末端上有空气处理装置。对房间的空气这样进行处理，从而使一部分房间废气可以重新作为房间的送入空气使用。

Description

用于建筑物的至少一个房间内的空气的安全装置
技术领域
本发明涉及用于建筑物的至少一个房间内的空气的安全装置，其中，该房间具有至少一个吸入外界空气的进气管道和至少一个空气处理装置。
背景技术
例如以建筑物空调方式公知的空气处理装置的缺陷是，这些装置不能防止人受到出现的空气污染，特别是有害物质或者有机体的侵害。
发明内容
权利要求1所述本发明的目的在于，防止房间内的人受到出现的空气污染，特别是有害物质或者有机体的侵害。
该目的利用权利要求1所述的特征得以实现。
用于建筑物至少一个房间内空气的安全装置，其中，该房间具有至少一个吸入外界空气的进气管道和至少一个空气处理装置，其特征特别是在于，防止房间内的人受到空气污染，特别是有害物质或者有机体的侵害。该目的由此得以实现，即在进气管道内设置至少一个空气污染检测器，通过控制装置与出现空气污染时气密关闭进气管道的安全门连接。具有优点的是，检测器处于进气管道的首端，而安全门处于其末端。处于进气管道末端上的是空气处理装置。对房间的空气这样进行处理，从而使房间的一部分废气可以重新作为房间的送入空气使用。利用这种空气处理装置，外界空气所占的比例不到10％。利用这种装置才能在危险的情况下在较长时间上与外界空气相隔离。一种特别的优点由此产生，即出现空气污染时，多个房间也可与外界空气相隔离。利用空气处理的该装置或者这些装置也可将这种状态延续较长时间。在这段时间内，然后可以采取防止危险的其他措施。依据本发明安全装置特别的优点在于，房间可以自动封闭，单个房间或者多个房间的废气重新得到处理。
在不存在危险源的情况下，部分外界空气与房间的废气作为循环空气进行处理。这部分所需的外界空气可以不到10％。在送入外界空气的正常工作情况下，部分废气不作为循环空气重新处理，而是作为排放空气进入环境。排气管道在安全装置工作时关闭。
此外，依据本发明安全装置的特征还在于，工作期间尽可能不出现欠压，而是在一段时间上保持压力平衡。
本发明具有优点的构成在权利要求2-15中予以说明。
按照权利要求2的进一步构成，适用的检测器为对于至少一种化学物质的传感器，对于生物有机体的传感器，用于确定空气携带颗粒的剂量计或者装置。特别是所有这些检测器的组合形成空气污染的最佳防护。在此方面，可以测定化学物质，生物有机体，高能量辐射，被高能量辐射污染的颗粒或者空气携带的附有有害物质的颗粒。
当出现至少一种这些物质，有机体或者颗粒时，进气管道内或上的安全门启动，从而房间气密封闭。当然，也可以使用其它传感器或者装置作为空气污染的检测器来测定危害健康的物质或者有机体。
通过按权利要求3的进一步构成，公知的发光剂量计可以光学测定作用于发光剂量计上的辐射。特别的优点在于，在这种发光剂量计中，将所接收到的辐射不断累计，在读出时与所接收到的辐射等量的发光不会消失。在读出期间这种发光不会熄灭。如果使用多个发光剂量计的话，可以保证连续检测。在读出第一发光剂量计期间，第二发光剂量计也接收第一发光剂量读出期间的辐射。
按权利要求4的进一步构成，进气管道内的第一气流传感器用于测量进气管道内的气流。由此确定
-安全门在作为延迟时间的开关动作时间和安全门惯性形式下的反应时间内能否关闭和/或
-是否产生取决于气流的安全性或者是否需要采取措施降低气流。
按权利要求5的进一步构成，空气污染的检测器位于进气管道吸气口的端部区域内，具有优点地，在进气管道的长度上，作为安全门延迟时间和惯性的开关动作时间可一直延续到气密关闭，从而空气污染直至气密关闭不会离开进气管道，由此保证不会进入房间。在此方面，按权利要求6的进一步构成，进气管道的体积与进气管道内的气流速度相应构成和/或取决于空气污染检测器，控制装置和传动器的包括安全门惯性在内的延迟时间构成。
权利要求7的进一步构成具有优点地通过电离对房间的空气进行处理。电离以电离管内放电为基础或者通过电晕放电进行。电离功率的高度对此取决于第一空气质量传感器，气流传感器和空气湿度传感器和/或第二空气质量传感器测定的可氧化空气成分(例如气状有机混合物VOC)，相对空气湿度和所要处理空气的流速/体积流量的数值，在确保正负氧离子最低强度(与自然界中的空气状况相应)情况下确定。空气处理装置由此导致，特别是外界空气挥发性碳氢化合物的载荷利用第一空气质量传感器，所要处理空气的流速/或者体积流量利用气流传感器，所要处理空气中的相对湿度利用空气湿度传感器和废气和/或循环空气可氧化的空气成分利用房间和空气制备仪器之间循环空气管道内的第二空气质量传感器分别进行测量，并与测量值相应这样调整至少一个或者多个电离功率的高度，使氧离子的最低强度得到保证。由此可以大大降低外界空气所占的比例。
补充权利要求7进一步构成的权利要求8的进一步构成，具有优点地在考虑到臭氧含量的情况下，通过电离对房间的空气进行处理。电离以电离管内放电为基础或者通过电晕放电进行。电离功率的高度对此取决于第一空气质量传感器，气流传感器，空气湿度传感器，臭氧传感器和/或第二空气质量传感器测定的可氧化空气成分(例如气状有机混合物VOC)，相对空气湿度，所要处理空气的流速/体积流量的数值，在确保正负氧离子最低强度(与自然界中的空气状况相应)情况下确定。空气处理装置由此导致，特别是外界空气挥发性碳氢化合物的载荷利用第一空气质量传感器，所要处理空气的流速/或者体积流量利用气流传感器，所要处理空气中的相对湿度利用空气湿度传感器，送入空气中臭氧的含量利用臭氧传感器和废气和/或循环空气可氧化的空气成分利用房间和空气制备仪器之间循环空气管道内的第二空气质量传感器分别进行测量，并与测量值相应这样调整至少一个或者多个电离功率的高度，使氧离子的最低强度在出现过高值臭氧时，通过形成自由原子团以及天然氧群还原。
在此方面特别的优点在于，特别是送入空气中的臭氧值也相应权衡控制，在达到/超过固定点时向控制装置发出信号。由此这样影响电离装置，从而尽可能地避免对停留在房间内的人产生有害影响。这一点以通过控制装置与电离装置连接的房间送气管道内的臭氧传感器为基础。为进行稳定的和与自然界等量的送气电离，其中，不超过预先规定的臭氧极限值以及在极端情况下除去臭氧，控制装置提供传导给至少一个电离装置的优化交流脉冲。每个交流脉冲是一个在过零点中交会的完整的正弦曲线。在此方面频率不变。具有优点的是，多个交流脉冲(多个正弦曲线)组成束或者批。束量以及每束或者批的交流脉冲数量体现一种可能性，以便优化空气电离，同时将电源的载荷降到最低限度。放电电压在此方面保持不变，从而保证稳定的空气电离。由此可以大大降低外界空气所占的比例。
按权利要求9的进一步构成，通过时间上毗连的周期***流电压，产生电离装置有利的控制。在此方面，电离装置利用交流脉冲或者成束的交流脉冲施加可供使用的周期***流电压。优化的放电电压在此方面保持不变。
利用权利要求10的进一步构成这样降低臭氧的比例，从而保证所要求的和预先规定的极限值。为此在第一区域内降低电离装置的功率。如果尽管降低了空气电离，但送入空气的臭氧含量值仍然上升，那么存在至少一个外部臭氧源。在这种情况下，通过控制装置自动接通降低臭氧的方式。如果重新达到预先规定的极限，空气处理装置重新接通正常运行。在此方面，臭氧的能量级这样变化，使其衰变。发送确定臭氧值信号的固定点这样选择，使其存在足够的反应可靠性。
按权利要求11的进一步构成。作为传动装置的弹簧返回传动装置保证在弹簧返回传动装置不受控制的情况下打开安全门。这种情况保证以最低限度的能源费用经济地实现。
通过按权利要求12进一步构成的排气管道，部分室内空气进入环境。由此离开房间和空气处理装置的废气由经过进气管道的外界空气替代。
按权利要求13的进一步构成，进气管道内和/或循环空气管道内至少一个其他的臭氧传感器具有优点地在造成对至少一个房间内形成的臭氧立即进行测量。操作延时并不影响向房间内输送臭氧。房间内形成的臭氧特别是来房间内的外部臭氧源，例如像印刷机或者复印机。另一优点是臭氧传感器在进气管道内定位，从而测定从外部进入的臭氧。这种臭氧也来自外部臭氧源，例如像汽车或者造成其他空气污染的装置。一个特别的优点是减少这种臭氧。这一点在封闭的房间情况下具有特别重要的意义。当然，也可以降低送入空气中以其他方式形成的臭氧。
降低臭氧在交流脉冲，交流脉冲率和/或交流脉冲束之间的间隔中通过此时进行的电离空气载荷的平衡进行，其中，臭氧转变为天然氧群/载荷的氧分子。权利要求14的进一步构成考虑到了这种情况，其中，这些间隔通过控制装置有目的地产生并降低臭氧。
按权利要求15的进一步构成，利用至少一个操作后关闭安全门的手动操作开关，可以根据报警信号与进气管道内空气污染检测器的监控无关地关闭安全门。由此大大增强停留在房间内的人们的安全感。
附图说明
下面借助附图对本发明的实施例作详细说明。其中：
图1示出用于建筑物的至少一个房间内空气的安全装置的示意图；
图2示出用于控制电离装置的由两个交流脉冲构成的束的原理图。
具体实施方式
用于建筑物的至少一个房间14内空气的安全装置由吸入外界空气的进气管道3，空气处理装置，以安全闸门6的方式与传动装置连接的安全门，废气管道19和至少一个空气污染检测器2组成(图1中所示)。当然，也可以将其他的机构作为既保证打开状态也保证关闭状态的安全门使用。
空气污染检测器2处于进气管道3开口的端部区域内。该检测器将至少一个输入信号转换为反映状态参数值的输出信号。该检测器特别是单独或者在至少一种组合下使用的对于至少一种化学物质的传感器，对于生物有机体的传感器，确定空气携带颗粒的剂量计或者装置。对于至少一种化学物质的传感器在化学物质存在时改变其电或者光学特性或者发出电信号。对于至少一种生物有机体的传感器根据同样的原理工作。在此方面，生物有机体例如是细菌或者病毒。剂量计为发光剂量计。在此方面，发光应理解为在固体的可见频谱范围内光子在作用于晶体期间或者之后的发射，其中将能量以某种方式传递到晶体上。这一点可以通过可见光的照射或者UV-辐射，通过粒子轰击或者通过其他电离辐射的激励和通过对晶体的化学、机械或者热作用产生。在确定空气携带颗粒特别是测定颗粒的几何形状的装置中。通过几何形状可以推断出颗粒的类型，其中，将形状，轮廓，轮廓的面积，还有发光和/或磷光分类，并根据该分类确定类型及其特性/危害性。
进气管道3的体积按照进气管道3内的气流速度构成和/或取决于空气污染检测器2，控制装置18和传动装置7的包括安全闸门6惯性在内的延迟时间构成。
处于进气管道3后面的是与传动装置7连接的安全闸门6，从外面控制气密断开气流。房间14具有至少一个废气管道19。废气管道19与空气处理装置这样连接，使安全闸门6打开时，存在部分循环空气运行，在安全闸门6关闭时，存在全部循环空气运行。安全闸门6的传动装置7例如为弹簧返回传动装置。在另一实施方式中，传动装置7也可以作为电磁传动装置构成。此外，在另一实施方式中，也可以用传感器显示安全装置打开或者关闭部件的状态。在进气管道3内设置第一气流传感器4。
空气处理装置设置在安全闸门6后面外界空气的流动方向上，由空气制备仪器8，第一空气质量传感器5，第二空气质量传感器17，电离装置9，第二气流传感器11，空气湿度传感器12和臭氧传感器13组成。空气质量传感器5，17，气流传感器4，11，空气湿度传感器12，臭氧传感器13，安全闸门6的传动装置7和空气污染检测器2与控制装置18连接。
至少一个房间14的空气处理装置通过空气电离完成。处于安全闸门6后面的是空气制备仪器8，上面连接供气管道10和来自房间14的循环空气管道15。进气气流通过与控制装置18连接的例如压入式扇气机方式的外界空气吸入装置1输送。此外，控制装置18控制至少一个电离装置9，后者连接在从空气制备仪器8通往房间14的供气管道10内。
在此方面，电离装置9由公知的带或者不带开口的金属板组成，以至少一个平板电容器或者至少一个圆柱形电容器的方式设置。所要电离的送入空气和/或循环空气流经这些板。在板之间电晕放电期间对送入空气和/或循环空气进行电离。
为此以下装置产生电信号方式的信息
-第一空气质量传感器5，考虑通到空气制备仪器8的外界空气质量，特别是外界空气挥发性碳氢化合物的载荷，即气状有机混合物(VOC)，或者外界空气固有的氧化电位，
-第二空气质量传感器17，连接在从房间14通往空气制备仪器8的循环空气管道15内，同样检测挥发性可氧化的室内空气成分，
-气流传感器4，11，测量流速以及空气输送量，
-空气湿度传感器12和
-在控制装置18内计值的臭氧传感器13。它特别是微计算机，电脑或者可编程逻辑器件，例如FPGA。
第二气流传感器11，空气湿度传感器12和臭氧传感器13连接在从空气制备仪器8通往房间14的供气管道10内。
第二气流传感器11确定供气管道10内的流速，空气湿度传感器12测定供气管道10内的相对湿度。
此外，供气管道10内连接臭氧传感器13，确定供气中的臭氧载荷并向控制装置输送与该载荷等量的电信号。
由控制装置18输送到电离装置9的电功率根据第一空气质量传感器5，第二气流传感器11，空气湿度传感器12，臭氧传感器13和/或第二空气质量传感器17的数值进行调整。为此在控制装置18内，第一空气质量传感器5，第二气流传感器11，空气湿度传感器12，臭氧传感器13和第二空气质量传感器17的信号作为数据这样相互连接，使控制装置18在出现较高空气量和/或相对较大的空气湿度和/或室内空气VOC载荷较大情况下，以交流脉冲率或者多个成束或者成批交流脉冲率的方式向电离装置9发送适合状况的功率。在这些情况下，加大交流脉冲率或者成束交流脉冲率的数量。在有利的极端情况下，例如在没有室内空气载荷时，尽管如此最小的电离强度仍能接到电离装置9上。
在控制装置18上为此进行
-各参数的加权以及作为各矢量的总和的连接，
-作为各总和的积的连接，或者
-其他数学处理，
从而电离装置9以相应优化的或者所要求的功率运行。
电离装置9按相同或者近似相同振幅的周期***流电压的时间顺序运行。在此方面，顺序的最小单位是周期***流电压的一个周期，作为一个交流脉冲20(图2所示)。周期***流电压的不需要的周期被排除。由此保证电压在放电时保持不变，并且对总过程重要的功能数据既稳定又可控制。在此方面，周期***流电压具有与当时提供的电源频率相应的频率。不需要变频器。
稳定的空气电离以及优化的工作方式，也就是说，高比例的正负载荷氧离子具有很高的化合力(例如与空气的VOC部分和空气中最小部分的原子团)，仅利用确定的放电电压产生。该电压必须尽可能地保持恒定，从而保持最小的公差范围。图2示出随之出现的电晕放电的状况，放电电压变化时，超出和未超出优化放电电压极限21，22之间公差范围的极限21和极限22。如果通过电离装置9电压的上升超出极限21，送入空气中的臭氧载荷步进式上升。如果放电电压相反降到极限22以下，那么形成特点是自发电晕放电(缓冲效应)的空气电离的工作范围，其中，同样释放不希望的氧原子团或者臭氧。因此，过程中确定的放电电压保持恒定。通过相应激活确定交流电压在过零点中交会的正弦曲线，取得状况合理的和稳定的空气电离。在此方面，这种正弦曲线是使电离装置9工作的各自的交流脉冲20。为进一步优化空气电离的工作方式，控制装置18这样设计，使交流脉冲能够组成确定数量交流脉冲的合理束或者批。
臭氧传感器13的信号按以下方式计值或者在过程中利用：
-送气气流中0-0.06ppm臭氧比例不施加影响，
-大于/等于0.06ppm臭氧比例将瞬时电离功率降低50％，
-在臭氧比例继续上升时，存在外部臭氧源并采取降低臭氧的措施。
其目的是，同时改变交流脉冲，交流脉冲率和/或交流脉冲束的间隔，其中，此时在间隔中进行的电离空气载荷的平衡导致臭氧转变为天然氧群/载荷的氧分子。能量平衡尽可能地与自然界相应。当然，大气中存在氧，载荷的氧分子和臭氧。臭氧是一种不稳定的化合物，在载荷的双向氧分子吸收能量时衰变。这一过程具有优点地有意识地用于降低臭氧。
此外，空气处理装置的运行这样进行，即使存在非常低的过程数据情况下也能保持最低的电离功率。这一点特别是在这种情况下产生，即第一空气质量传感器5，第二气流传感器11，空气湿度传感器12，臭氧传感器13和第二空气质量传感器17，控制装置18发出信号，使本身不会进行电离。在此方面，与适量的自然效应相应。
在空气处理装置运行期间，通过排气管道16只排放少量的排出空气，然后以相应量的外界空气通过进气管道3输入。
控制装置18和/或传动装置具有至少一个手动操作开关，操作后关闭安全门。
在另一实施方式中，控制装置18也可以与监测室内空气成分的其他传感器或者装置连接。为了提高气密封闭的持续时间，多个房间可以通过管道连接，从而也可以进行房间之间的空气平衡。
在另一实施方式中，进气管道3和/或循环空气管道15内设置至少一个其他的臭氧传感器。这种至少一个其他的臭氧传感器与控制装置18这样连接，使该传感器与臭氧含量浓度相应提供电信号或者与臭氧含量一个预先规定值或者多个预先规定值相应提供电信号。
在用于建筑物至少一个房间内空气的安全装置的另一实施方式中，空气处理装置可与控制装置连接，至少一个空气污染检测器和安全门的传动装置可与另一控制装置连接。
在其他实施方式中，其他空气处理装置当然也可以是依据本发明安全装置的组成部分。

Claims (15)

1.用于建筑物的至少一个房间内空气的安全装置，其中，该房间具有至少一个吸入外界空气的进气管道和至少一个空气处理装置，其特征在于，在进气管道(3)内至少设置一个将至少一个输入信号转换为反映一个或者多个状态参数值的输出信号的空气污染检测器(2)；与传动装置连接的安全门这样设置，使该安全门或者部分不关闭或者气密关闭进气管道(3)或者空气处理装置的输入端；空气处理装置在外界空气的流动方向上设置在安全门的后面；房间(14)具有至少一个废气管道(19)；废气管道(19)与空气处理装置这样连接，使安全门打开时，存在部分循环空气运行，在安全门关闭时，存在全部循环空气运行；空气处理装置，空气污染检测器(2)和传动装置与至少一个控制装置(18)连接。
2.按权利要求1所述的安全装置，其中，空气污染检测器(2)为对于至少一种化学物质的传感器，对于至少一种生物有机体的传感器，确定空气携带颗粒的剂量计或者装置。
3.按权利要求2所述的安全装置，其中，剂量计为发光剂量计。
4.按权利要求1所述的安全装置，其中，进气管道(3)内设置第一气流传感器(4)；第一气流传感器(4)与控制装置(18)连接。
5.按权利要求1-4所述的安全装置，其中，空气污染检测器(2)处于进气管道(3)吸气口的端部区域内和/或外界空气吸入装置(1)内。
6.按权利要求1-5所述的安全装置，其中，进气管道(3)的体积根据进气管道(3)内的气流速度构成和/或取决于空气污染检测器(2)，控制装置(18)和传动装置的包括安全门惯性在内的延迟时间构成。
7.按权利要求1-6所述的安全装置，其中，空气处理装置由空气制备仪器(8)，第一空气质量传感器(5)，第二空气质量传感器(17)，电离装置(9)，第二气流传感器(11)和空气湿度传感器(12)组成；在进气管道(3)内和/或通往空气制备仪器(8)的供气管道(10)内连接第一空气质量传感器(5)；在房间(14)内和/或房间(14)的废气管道(19)内和/或废气管道(19)和空气制备仪器(8)之间的循环空气管道(15)内有第二空气质量传感器(17)；空气制备仪器(8)和房间(14)之间的供气管道(10)具有至少电离装置(9)，第二气流传感器(11)和空气湿度传感器(12)；空气质量传感器(5，17)，第二气流传感器(11)和空气湿度传感器(12)与控制装置(18)连接。
8.按权利要求7所述的安全装置，其中，空气制备仪器(8)和房间(14)之间的供气管道(10)具有至少电离装置(9)，第二气流传感器(11)，空气湿度传感器(12)和臭氧传感器(13)；空气质量传感器(5，17)，第二气流传感器(11)，空气湿度传感器(12)和臭氧传感器(13)与控制装置(18)连接。
9.按权利要求7所述的安全装置，其中，用于定时接通作为交流脉冲，交流脉冲率和/或确定数量交流脉冲束的交流电压的装置与电离装置(9)连接。
10.按权利要求8所述的安全装置，其中，发出与臭氧含量浓度相应的电信号或者发出与臭氧含量的一个预先规定值或者多个预先规定值相应的电信号的臭氧传感器(13)与控制装置(18)连接。
11.按权利要求1所述的安全装置，其中，传动装置为弹簧返回传动装置。
12.按权利要求1所述的安全装置，其中，带有排气管道(16)的房间(14)直接或者间接具有循环空气管道(15)；排气管道(16)可通过传动闸门或者阀门关闭；闸门的传动装置或者阀门的操纵装置与控制装置(18)连接。
13.按权利要求1和/或12所述的安全装置，其中，在进气管道(3)和/或循环空气管道(15)内设置至少一个其他臭氧传感器；该至少一个其他臭氧传感器与控制装置(18)这样连接，使其提供与臭氧含量浓度相应的电信号或者与臭氧含量的一个预先规定值或者多个预先规定值相应的电信号。
14.按权利要求7-13所述的安全装置，其中，用于定时接通作为交流脉冲，交流脉冲率和/或确定数量交流脉冲束的周期***流电压的装置与电离装置(9)这样连接，使数量以及由控制装置(18)输送到电离装置(9)的电功率根据第一空气质量传感器(5)，第二气流传感器(11)，空气湿度传感器(12)和/或第二空气质量传感器(17)的值自动调整，在出现确定数值的臭氧时，瞬时电离功率下降，在臭氧含量的确定数值继续上升或者保持不变时，交流脉冲，交流脉冲率和/或交流脉冲束的间隔变化，其中，此时在间隔中进行的电离空气载荷的平衡导致臭氧转变为天然氧群，即，载荷的氧分子。
15.按权利要求1所述的安全装置，其中，控制装置(18)和/或传动装置具有至少一个手动操作开关，使安全门在操作后关闭。
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