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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für mehrere brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse, wie Schalt- und Verteilerschränke und Geräte der Elektrotechnik, IT-Schränke- und Geräte, sowie Geräte aller Größen und Bauformen der Lüftungs-, Klimatisierungs- und Kühlungstechnik (z. B. Konvektionskühlung, Wasserkühlung, Strahlungskühlung).
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Im Stand der Technik sind einerseits die unterschiedlichsten Einzelmelder in den Bauformen von Rauch- bzw. Mehrkriterienmeldern mit den unterschiedlichsten Detektionsprinzipien und Detektionskriterien, wie z. B. Streulicht, Temperaturänderung bzw. Partikelgröße, Aerosolart etc., mit den unterschiedlichsten Signalverarbeitungsalgorithmen zur Rauch-, und Temperatur-, und oder CO-Erkennung, vorbeschrieben.
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Hierbei werden Laser, UV- und IR-Dioden in Verbindung mit einer Vielzahl Auswertealgorithmen angewendet. Derartige Einzelmelder werden beispielsweise in der
EP 0338218 A1 und der
US 8,154,415 B2 in unterschiedlichen Bauformen vorbeschrieben. Der in der
EP 1630758 A2 vorbeschriebene Mehrkriterienrauchmelder, ein Streulichtrauchmelder zeichnet sich durch eine hohe Fehlalarmsicherheit und eine kurze Ansprechzeit aus. Diese Melder werden einerseits als Einbau-Geräte zum Festeinbau an feste Stellen (z. B. Fronteinbau) oder nur für bestimmte Gehäuse (z. B. PC) angewendet. In dieser Bauform werden diese Melder dann regelmäßig einzeln, d. h. Standalone, betrieben. So wird beispielsweise in der
DE 41 34 400 C1 eine Lösung vorbeschrieben, die den Kamineffekt, den warme Luft im schlanken, möglichst hohen Gefäßen („Kamin”) erzeugt, für den Einbau des Melders nutzt. Die warme (spezifisch leichtere) Luft steigt nach oben, unten wird kältere Luft infolge Unterdruck nachgezogen. Dieser Kamineffekt wird dadurch verstärkt, dass auf das zu überwachende Gefäß noch ein aus Blech geformter Kamin aufgesetzt ist, in dem dann der einzeln betriebene Melder angeordnet ist.
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Im Stand der Technik sind neben dem Einsatz der Melder im Standalone-Betrieb auch Überwachungsprinzipien zur Überwachung mehrerer Gebäude oder Geräte, mit speziellen Anordnungen einzelner Melder vorbeschrieben, bei denen diese vorgenannten Einzelmelder eingesetzt und miteinander gekoppelt werden. So beschreibt bereits die
DE 615516 C eine als MMS-System bekannte Anordnung einer Elektrischen Feuermeldeanlage mit Meldestellen, die aus Gründen der Leitungsökonomie durch eine gemeinsame Ring- oder Schleifenleitung mit einer Zentrale verbundenen sind. Diese Lösung ist mit mechanischem Impulsgeber (Nockenrad) ausgerüstet. Die heute in der Elektronik als Ringbus bezeichnete, ringförmig verschaltete Anordnung von Teilnehmern findet beispielsweise aber auch in der
DE 297 18 099 U1 zur Ansteuerung von Brandschutz- und Entrauchungsklappen in Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (RWA) Anwendung. Diese auch in der
DE 297 18 099 U1 beschriebene Anlage ist im Kurzschlußfall nicht in der Lage, einen einzelnen BUS-Teilnehmer selektiv freizuschalten, vielmehr kann dies nur für eines der dann verbleibenden Ringelemente erfolgen, was zwangsläufig zum Ausfall des betroffenen Ringsegmentes führt. Dieses verbleibende Restrisiko ist in der anspruchsvollen Sicherheitstechnik nicht akzeptabel, hier wird stets die Abschaltung des geringst möglichen Teils eines Ringes gefordert. Eine weitere auf einem BUS-System basierende Lösung wird in der
EP 01 413 997 A2 vorbeschrieben. Das Hauptelement in dieser Lösung ist ein auf einer Hutschiene montiertes Kombi-Modul. Dieses besteht im Wesentlichen aus dem, mit dem Gehäuse fest verbundenen Rauchmelder, einem Netzgerät und dem Auswertegerät. Aufgrund der festgelegten Befestigungsart (Hutschiene) können diese jedoch nur mit erheblichen Einschränkungen am Brandentstehungsort montiert werden. Dies beschränkt deren Anwendbarkeit im Wesentlichen auf große, konvektionsbelüftete Schaltschränke, bei denen relativ niedrige Ansprüche an die Falschalarmsicherheit bestehen. Weiterhin hat diese Lösung unter anderem den Nachteil, dass neben dem Sensor auch stets ein Netzgerät und ein Auswertegerät (in einem Gehäuse) vor Ort montiert werden muß, woraus nicht nur ein hoher Platzbedarf sondern auch ein höherer Kostenaufwand, Energieverluste, oder ein hoher Aufwand bei dezentraler Batterieüberwachung und -pflege resultiert.
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Weitere Nachteile dieser Lösung bestehen darin, dass auf Grund der zur Falschalarmsicherheit integrierten Zwei-Melder-Abhängigkeit und der Verwendung optischer Rauchmelder mit geringer Staubtoleranz, die Montagefreiheit (Optimalanordnung in verschiedenen Luftströmungen) sehr stark eingeschränkt ist, so dass Anschlußmöglichkeiten und Wartungszugang (Prüfung und Austausch des Sensors und der lokalen Batterie) ausschließlich nur bei gut zugänglicher Einbaulage gewährleistet ist. Zudem basiert dieses Systems auf der Verwendung offener, linearer Busse mit den hieraus resultierenden, umfangreichen, „baumartigen Verzweigung” der Systeme. Durch Ressourcenbegrenzung für Ports und durch lokale Stromversorgung können daher schon beim Bau der Systeme hohe Kosten entstehen. Beim Service wird dies noch offensichtlicher, da jede Struktur ein Unikat ist, und Änderungen und Erweiterungen (in der Praxis) oft nicht dokumentiert werden, wodurch die Sicherheit sinkt und der Service teurer wird. Auch Kurzschluß oder Unterbrechung eines „Zweiges” führen zum Teil- oder Gesamtausfall des Systems, ebenso ggf. nicht vorhandene bzw. nicht ausreichend gewartete (weil dezentrale) Notstromversorgung. Eine sinnvolle Anwendbarkeit der in der
EP 1 413 997 A2 offenbarten Lösung schränkt deren Einsatzbereich daher im Wesentlichen auf Gefäße im Bereich der Stromversorgungsanlagen ein. Bei breiterer Anwendung, wie erfindungsgemäß beschrieben, bei der es auf eine universelle Anwendbarkeit in Gefäßen (fast) aller Größen, Belüftungsverhältnisse, extreme Falschalarmsicherheit und höchste Verfügbarkeit ankommt, stößt dieses System sehr schnell an seine Grenzen, und ist dann auch aus Kostengründen nicht mehr effektiv einsetzbar. In die Kategorie BUS-Systeme im erweiterten Sinn lässt sich auch die Lösung nach der
WO 2010/083839 A1 einordnen. Hierbei handelt es sich um ein Brandfrühsterkennungssystem mit Fronteinbau, bei der Rauch-/Temperaturmelder derart eingesetzt werden, dass ein Brandkriterium Alarm auslösend sein kann.
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Die zwangsläufige Notwendigkeit der Anordnung im Frontteil eines Gefäßes/Gehäuses hat zwingend Einsatzbeschränkungen, z. B. für sehr kleine Gefäße oder unzugängliche/nicht einsehbare Gefäße bzw. vertikal belüftete Gefäße zur Folge. In anderen Fällen haben die Einsatzbeschränkungen auch technologische Gründe (z. B. Glastür, Platzprobleme etc.) oder die Anordnung ist außerhalb des zu überwachenden Luftstromes, sodass diese Lösung nur für Schaltschränke/-kästen anwendbar ist. Auch die in dieser Lösung angewendete Notstromversorgung mittels dezentralen Pufferbatterien in den Schrankeinbaumodulen bergen die gleichen Probleme wie bereits in Verbindung mit der Lösung nach der
EP 1 413 997 A2 beschrieben (hoher Aufwand bei Wartung, fehlende Überwachung, steigende Unsicherheit über verfügbare Batteriekapazität nach längerer Betriebszeit etc.). Außer optischen/akustischen Meldungen ermöglicht das System zudem noch Schalthandlungen (z. B. Einschalten Löschanlage/n), diese Eigenschaft erscheint jedoch beispielsweise in IP-Schränken sehr riskant, da der Schaden bei einem Falschalarm sehr hoch sein kann. Auch bei dieser Lösung sind neben dem/den Sensor(en) Hilfseinrichtung wie Stromversorgung, Auswerteeinheit, lokale Signalisierung etc. in einem Gehäuse untergebracht. Daraus resultiert wiederum ein hohes größeres Einbauvolumen und ein hoher Energieverbrauch. Bei Einsatz von dezentralen Notstrombatterien ist deren Wartung problematisch und erfordert Zusatzkosten. Neben dem Einsatz der unterschiedlichsten Melder im Standalone-Betrieb, oder in BUS-Systemen ist im Stand der Technik ein weiteres Überwachungsprinzip, das Rauchansaugprinzip (Überwachung von über Rohre angesaugter Luft auf Brandindikatoren, RAS) vorbeschrieben. Dieses Rauchansaugprinzip hat bei der Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse, wie Schalt- und Verteilerschränke und Geräte der Elektrotechnik, IT-Schränke- und Geräte, sowie Geräte aller Größen und Bauformen der Lüftungs-, Klimatisierungs- und Kühlungstechnik (z. B. Konvektionskühlung, Wasserkühlung, Strahlungskühlung) gegenwärtig die weiteste Verbreitung. Eine derartige nach dem Rauchansaugprinzip arbeitende „Selbstansaugende Brandmeldeeinrichtung” wird beispielsweise in der
EP 1 389 331 B1 vorbeschrieben. Obwohl mit dieser Lösung die Empfindlichkeit, Falschalarmsicherheit und Detektionsgeschwindigkeit verbessert werden soll, weist auch diese Lösung die prinzipiellen Nachteile von Rauchansaugsystemen (RAS), gleich welcher Ausbildung und Sensorik, auf. Diese sind zum einen die Ansaugung der zu detektierenden Luft über ein Rohrsystem mit beweglichen (Verschleiß-)Teilen, Lüfterbaustein(en), aufwendige Energie-, Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen, Filtereinheiten und ein nur indirekt mit den Rauchansaugsystemen (RAS) zu kontrollierendes Rohrsystem. Zudem weisen die Rauchansaugrohre in der Regel in Abstand und Größe genau berechnete Rauchansaugöffnungen auf, über die dann einzelne Gefäße oder Überwachungszonen in den Gefäßen detektiert werden sollen. Da die Öffnungen passiv sind, können Störungen (z. B. Verschluß durch Staub, Gegenstände, Insekten etc.) nur indirekt über Luftdruckauswertungen detektiert werden. Dies wiederum ist aufwendig und durch andere Störeinflüsse (Luftdruckschwankungen) nicht immer zuverlässig. Außerdem müssen sie bei Inbetriebnahme wie auch nach jeder Änderung jeweils neu eingemessen werden. Ein weiterer Nachteil der RAS besteht darin, dass wenn im Bereich einer Ansaugöffnung Rauchpartikel angesaugt werden, werden diese in der Regel durch die nicht kontaminierte Luft der nicht betroffenen Ansaugöffnungen verdünnt, und zwar im Verhältnis zur Anzahl der Bohrungen. Bei 5 zu überwachenden Objekten über 5 Ansaugöffnungen beträgt die brandursächliche Aerosolkonzentration am Detektor (gleich welcher Art) prinzipiell nur maximal 20% der Konzentration am Brandherd. In der Praxis sind die Verhältnisse oft noch schlechter und zwingen daher zum Einsatz mehrerer RAS-Detektoren, insbesondere dann, wenn eine zuverlässige Einzelerkennung des Brandherdes wichtig ist, z. B. bei Löschung und Abschaltung. Diese führen in jedem Fall (auch bei Falschauslösung) zu hohen Kosten. Ein entscheidender Systemnachteil von RAS ist dennoch die nicht genaue Indentifizierbarkeit der betroffenen Rauchansaugbohrung, über die die Rauchpartikel eintreten. Zudem lassen sich RAS nicht überall einsetzen, z. B. nicht in Gefäßen mit kleinen (Baugröße), dicht verschlossenen Gefäßen, z. B. Niederspannungs- oder Hauptverteilungen mit hohem Schutzgrad wie IP 65 und höher, weil diese keinen Luftaustausch nach außen zulassen, bzw. in diesen zumeist der Platz fehlt. Systembedingt ist bei allen RAS auch die Überwachung mehrerer Gefäße mit je eigener Lüftung problematisch, da von Gefäß zu Gefäß Luftdruckunterschiede bestehen und sich diese ständig ändern (z. B. durch Bestückung, Gefäßtemperatur abhängige/mehrstufige Lüfter, Öffnen und Schließen etc.). Eine falschalarmsichere Funktion eines RAS ist aber nur dann gegeben, wenn die bei der Installation eingemessenen Optimalwerte langzeitstabil erhalten bleiben. Dies ist in der Praxis oft schwierig, sehr aufwendig und letztlich ebenfalls kostenintensiv. In der
WO 2007/051517 A1 wird eine Lösung vorbeschrieben, die ein derartiges Rauchansaugprinzip zum Inhalt hat. Im Wesentlichen funktioniert diese Lösung nach dem Grundprinzip von RAS, versucht jedoch insbesondere den Nachteil der im Prinzip nicht möglichen Lokalisierung der betroffenen Rauchansaugbohrung durch einen komplizierten Ablauf (Strömungsumkehr der Detektionsluft nach erster Detektion – Freiblasen der Rohre mit Frischluft – erneutes Ansaugen der Detektionsluft – Messen der Laufzeit der Brandkenngröße bis zum Sensor – Errechnen der Lage der Rauchansaugbohrung – Ausgabe des Alarms) zu eliminieren.
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Die Umsetzung der in der
WO 2007/051517 A1 vorbeschriebenen Lösung hat jedoch zwangsläufig wesentlich höhere Herstellungs-, Betriebs- und Instandhaltungskosten zur Folge und verstärkt die oben beschriebenen Nachteile der Druckschwankungs-Problematik, wodurch veränderte Druckverhältnisse zu Falschdetektionen führen, und dies nur durch eine kostenaufwändige laufende Überwachung bzw. eine Neujustage eliminiert werden kann. Ein weiterer sehr wesentlicher Nachteil dieses Rauchansaugprinzips ist die sehr hohe, in vielen Fällen nicht tolerierbare Detektionszeit. In der Lösung nach der
WO 03/069571 A1 wird eine weitere auf dem RAS-Prinzip aufbauende Lösung vorbeschrieben, welche je Gefäß eine Ansaugleitung zum Gegenstand hat. Damit ist zwar eine deutliche Verbesserung der Einzelerkennung des Brandherdes gegeben, doch alle anderen in Verbindung mit dem Einsatz von RAS beschriebenen Nachteile treten auch bei dieser Lösung auf. Zudem wird in der
DE 602 16 295 T2 eine gattungsgemäße Lösung zur Raumüberwachung mittels Bandmelder eingesetzt, mit der der Laderaum eines Flugzeuges überwacht werden soll. Zur Überwachung sind die Brandmelder in fest für den Einbau dieser Brandmelder vorgesehenen vergitterten Nischen angeordnet, die bei jedem Flugzeug diesen Typs und auch bei jeder Beladung/Fracht stets an gleicher Stelle im Raum angeordnet sind. In diesen Nischen sind jeweils zwei Rauchmelder angeordnet, wobei die Rauchmelder der in den Nischen angeordneten Rauchmelderpaare über ein CAN-BUS-Doppelschleifensystem mit einem Anzeigemodul verbunden sind.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung von brand- und/oder explosionsgefährdeten Gefäßen und/oder Gehäusen zu entwickeln, welche bei vertretbaren Anlagenkosten als Alternative zu den gegenwärtig im Stand der Technik, beispielsweise in den Schalt- u. Serverschränken von Rechenzentren (z. B. bei Banken u. ä.), eingesetzten Rauchansaugmeldern, mit deren die Schalt- u. Serverschränken mit der Auswerteeinheit verbindenden, pneumatischen Rohrleitungen, eingesetzt werden kann, und die gleichzeitig eine wesentlich kostengünstigere und präzisere, wie zudem auch wesentlich falschalarmsichere Überwachung einer wesentlich höheren Anzahl von ”Messstellen” (z. B. Serverschränken) unter Einsatz von nur einer Auswerteeinheit, bei deutlich reduziertem Herstellungs-, Montage-, Wartungs- und Instandhaltungsaufwand, hoher Flexibilität und hoher Verfügbarkeit, selbst während der Wartungsarbeiten aber auch während der Erweiterungssarbeiten des Gesamtsystems, gewährleistet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Anordnung zur Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse nach den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruches der Erfindung gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungen, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Lösung in Verbindung mit fünfzehn Darstellungen der erfindungsgemäßen Lösung.
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Diese Darstellungen zeigen dabei in:
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1: den Aufbau eines in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse erfindungsgemäßen Duomeldermoduls 3 in der Seitenansicht.
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2: den Aufbau eines in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse erfindungsgemäßen Duomeldermoduls 3 aus 1 in der Draufsicht.
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3: den Aufbau eines in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse erfindungsgemäßen Monomeldermoduls 4.1 in der Seitenansicht.
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4: den Aufbau eines in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse erfindungsgemäßen Monomeldermoduls 4.1 aus 3 in der Draufsicht.
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5: den Aufbau eines in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse erfindungsgemäßen Monomeldermoduls 4.2 in der Seitenansicht.
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6: den Aufbau eines in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse erfindungsgemäßen Monomeldermoduls 4.2 aus 5 in der Draufsicht.
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7: die erfindungsgemäße Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse in einer schematischen Darstellung in einer ersten Variante mit der Anordnung eines Duomeldermoduls 3 in einem zu überwachenden Rechnergehäuse/Schrank;
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8: die erfindungsgemäße Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse in einer schematischen Darstellung in einer zweiten Variante mit der Anordnung von Duomeldermodulen 3 in den zu überwachenden Gefäßen 1/IT-Racks;
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9: die erfindungsgemäße Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse in einer schematischen Darstellung in einer dritten Variante der Melderanordnung mit einander paarweise zugeordneten Monomeldermodulen (4) in einem zu überwachenden Rechnergehäuse/Schrank;
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10: die erfindungsgemäße Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse in einer schematischen Darstellung mit einer vierten Variante der Melderanordnung mit Duomeldermodul 3 in einem zu überwachenden Gefäß 1/Rechnergehäuse;
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11: das erfindungsgemäße Anzeigemodul 20 zur erfindungsgemäßen Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse in der Vorderansicht;
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12: das erfindungsgemäße Anzeigemodul 20 zur erfindungsgemäßen Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse aus 11 in der Draufsicht;
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13: die erfindungsgemäße Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse in einer Prinzipdarstellung eines Ringbus-Segmentes mit Mono- und Duo-Meldermodulen,
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14: die Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse;
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15: die erfindungsgemäße Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse in einer räumlichen Darstellung gemäß der nach Schaltungsanordnung 14 zu überwachenden Baugruppen.
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1 und 2 zeigen den Aufbau eines, in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse erfindungsgemäßen Duomeldermoduls 3 in Seitenansicht 1 und Draufsicht 2. Das Duomeldermodul 3 besteht aus einem Meldergehäuse 5, vorzugsweise aus Kunststoff, welches aus einem Gehäuseunterteil 6 und einem mittels einer Schraub- oder Clipverbindung 26 auf ihm befestigten Gehäuseoberteil 7, 1, zusammengesetzt ist, und das im Gehäuseoberteil 7 mit zwei Durchbrüchen 14 für die beiden Rauchmelder 2 (je einem Durchbruch 14 für den Rauchmelder I 2.1 und den Rauchmelder II 2.2, in 2. dargestellt) versehen ist. Die Schraub- oder Clipverbindung 26 kann sowohl als lösbare Verbindung (z. B. durch Schrauben und Clips), als auch als nicht lösbare Verbindung (z. B. Kleben oder Nieten) (Fügeverbindung) realisiert werden. Die Rauchmelder 2 (2.1 und 2.2) sind in sogenannter Zwei-Melder-Abhängigkeit verschaltet, d. h. eine Alarmauslösung erfolgt erst, wenn beide Melder übereinstimmend das gleiche Brandkriterium melden (UND-Funktion). Diese Schaltungsart vermindert das Risiko von Falschalarmen erheblich und ertüchtigt die erfindungsgemäße Anordnung insbesondere zur Ansteuerung von Löscheinrichtungen in Gefäßen. Die Durchbrüche 14, dargestellt in 2, sind so beschaffen, das sich die Rauchmelder 2 (2.1 und 2.2), ohne das Gehäuseoberteil 7, 1, zu entfernen, von außen entnehmen lassen (der Durchbruchdurchmesser ist größer als der Rauchmelderdurchmesser). Im inneren des Meldergehäuses 5 ist eine Grundplatine 8 angeordnet. Das Gehäuseoberteil 7, 1, schützt die Grundplatine 8 vor Berührung und Staub. Das Duomeldermodul 3 besitzt einen Ringbuseingang 11, einen Ringbuslausgang 12 für den Ringbus 18 und einen Externsignalausgang 13 als Signal-Ein-/und Ausgänge. Diese Signal-Ein-/und Ausgänge werden durch seitlich am Meldergehäuse 5 angeordnete Industriesteckverbinder 30 über Anschlusskabel 31 angeschlossen. Die (gelegentlich wartungsbedürftigen) Rauchmelder 2 lassen sich zu Wartungszwecken einfach aus den im Gehäuseunterteil 6, 1, auf der Grundplatine 8 angeordneten Meldersockeln 9 mit Steck-Dreh-Verschluss, hier Renkverschluss, entnehmen bzw. wieder einsetzen, ohne das Gehäuseoberteil 7 lösen oder öffnen zu müssen. Dadurch ist eine leichte Wartung der Rauchmelder 2 möglich. Die Rauchmelder 2 (2.1 und 2.2) ragen zudem mit ihrem perforierten Rauchmelderoberteil 15 aus dem Gehäuseoberteil 7, 1, damit deren innere Sensorik leicht und schnell von Rauchpartikeln erreicht werden kann. Die im Boden des Gehäuseunterteiles 6, 1, befestigte Grundplatine 8 realisiert über Leiterbahnen die elektrischen Verbindungen zwischen den Rauchmeldern 2 (Rauchmeldern I 2.1 und Rauchmelder II 2.2) und den Industriesteckverbindern 30, 1, für den Ringbuseingang 11, für den Ringbuslausgang 12, und für den Externsignalausgang 13 (siehe 2) sowie dem im Meldergehäuse 5 befindlichen Trenner 10. Durch die Entkopplung von Sensorik und Hilfseinrichtungen, wie lokale Stromversorgung, Signalverarbeitung, Signalisierung usw. die in der zentralen Auswerteeinheit 19, 13, untergebracht sind, lassen sich Vorteile, wie geringer Preis je Modul, sehr gute Energiebilanz je Modul, geringer Wartungsaufwand je Modul und eine kompakte Bauform je Modul realisieren. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Meldersockel 9 und Trenner 10 der Grund-Platine 8 wird zudem eine industrielle Serienmontage mit guter Qualität, niedrigem Herstellungspreis und kompakter Bauform des Duomeldermoduls 3 ermöglicht. Die kompakte Bauform des Duomeldermoduls 3 lässt auch eine Montage in kleinen Gefäßen bzw. in größeren Gefäßen an beliebigen (optimalen) Stellen zu, was die Einsatzmöglichkeiten erheblich erweitert (variabler Einsatz). Durch die ausschließlich elektrische Verbindung (Anschlusskabel 31), 1 und 3, der Module entfallen aufwändige, zum Teil störanfällige und unflexible Verrohrungen wie bei Rauchansaugsystemen (RAS). Der auf der Grundplatine 8 verschaltete Trenner 10 realisiert im Störfall (Unterbrechung oder Kurzschluss) eines Teilnehmers oder eines Segments im Ringbus 18 (Ringbus-Teilnehmers oder Ringbus-Segmentes) dessen Ab- bzw. Freischaltung.
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Ein großer Vorteil bei Einsatz eines Trenners 10 im Duomeldermodul 3 ist, das nur ein kleinstmöglicher Teil des Ringbuses 18 (siehe 13, 14, 15) bzw. der überwachten Objekte, im Störfall abgeschaltet werden muss. Zum anderen gestattet dieses Prinzip Änderungen und Erweiterungen am Ringbus 18 (siehe 13, 14, 15) während des laufenden Betriebes, ohne das die Gesamtüberwachungsfunktion während dieser Zeit beeinträchtigt wird.
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Über die drei Industriesteckverbinder 30 werden sichere elektrische Verbindungen zum Ringbuseingang 11, 1, Ringbusausgang 12, 2, sowie zum Externsignalausgang 13, 2, realisiert. Die in das Gehäuseunterteil 6 eingebauten Industriesteckverbinder 30, 1, (Stecker bzw. Buchsen) realisieren eine schnelle und sichere Verbindung durch Anstecken der externen Steckbuchsen (Ringbuseingang 11, 2, und Ringbusausgang 12, 2, bzw. Externsignalausgang 13, 2) über Stecker. Durch das Prinzip der Industriesteckverbinder 30, 1 und 3, wird auch ein schneller Ortswechsel im zu überwachenden Gefäß 1 (z. B. bei veränderter Nutzung) und ein schneller Austausch bzw. Neumontage der Duomeldermodule 3 und Monomeldermodule 4 unterstützt. Alle Industriesteckverbinder 30 besitzen eine Sicherung, die ein unbeabsichtigtes Lockern verhindert. Die Anschlusskabel 31, 1, für Ringbus 18 und Externsignalgeber 27, 7, werden im jeweiligen Gefäß 1 in hierfür vorgesehenen Kabelführungen zugentlastet und weitergeführt. Auf dem Gehäuseunterteil 6 ist vollflächig ein erfindungsgemäßes Haftelement 17 aufgebracht (fest gefügt). Es können aber auch an der Außenseite des Gehäuseunterteils 6 am Gehäuseboden 16 mehrere Haftelement/e 17 angeordnet sein. Es besteht entweder aus einer Magnet-Haftfolie oder unlösbar befestigten Haftmagneten (je nach Untergründen). Diese Art der Befestigung gestattet eine Schnellmontage auf Stahlflächen, was in der Regel problemlos möglich ist.
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Als weitere Möglichkeit der Schnellbefestigung wird eine stark haftende Klettbandkombination sowohl mit Gehäuseboden 16 (1 und 3) und Gefäß 1 fest verbunden, so dass sich dann das Modul leicht in nichtmagnetischen Gefäßen befestigen lässt. Auch Kombinationen mit doppelseitigem Klebeband sind vorgesehen. Alle Montagearten (Magnet-, Klebeband- und Klettprinzip) zeichnen sich durch schraubenlose Befestigung incl. Entfall von Bohr- und Schraubarbeiten aus. Ein großer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausführung ist, das damit eine große Gefahrenquelle für IT- und elektrische Geräte, nämlich Metallspäne und verlorene Schrauben, grundsätzlich verhindert werden. Damit ist auch eine gefahrlose Aus-/Nachrüstung im Betrieb befindlicher Systeme möglich. Weiterhin ist hohe Flexibilität der Anordnung der Melder-Module auch bei Änderung des Montageortes (z. B. bei Nutzungsänderung) gegeben. Auch im Falle eines Defektes ist ein Modulaustausch hierdurch schnell vollzogen. Durch die hohe Haftkraft der lösbaren Verbindungen ist ein betriebsmäßiges Lockern oder Verschieben ausgeschlossen, sodass eine sichere und langzeitstabile Befestigung erfindungsgemäß gegeben ist.
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3 und 4 zeigen den Aufbau eines in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse erfindungsgemäßen Monomeldermodules 4 in der Version des Monomeldermodules 4.1 (Einzelmodul) in Seitenansicht (3) bzw. Draufsicht (4). Das Monomeldermodul 4.1, gem. 3, besteht aus Gehäuseunterteil 8 und mittels lösbarer Schraub- oder Clipverbindung 26 auf ihm befestigtem Gehäuseoberteil 7, das mit einem Durchbruch 14, 4, für den Rauchmelder 12.1 versehen ist. Der Durchbruch 14, 4, ist so beschaffen, das sich der Rauchmelder 12.1 ohne das Gehäuseoberteil 7 zu entfernen, von außen einführen lässt (der Durchbruch-Durchmesser ist größer als der Rauchmelder-Durchmesser).
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Der Rauchmelder I 2.1 lässt sich zu Wartungszwecken einfach aus dem, im Gehäuseunterteil 6, 3, auf Grundplatine 8 befestigen Meldersockel 9, 3, mit Renkverschluß, entnehmen bzw. wieder einsetzen, ohne das Gehäuseoberteil 7 lösen zu müssen. Der Rauchmelder I 12.1 mit seinem perforierten Rauchmelderoberteil 15, 3, überragt das Gehäuseoberteil 7 damit dessen innere Sensorik leicht und schnell von Rauchpartikeln erreicht werden kann.
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Die im Gehäuseboden 16, 3, des Gehäuseunterteils 6, 3, befestigte Grundplatine 8 realisiert über Leiterbahnen die elektrischen Verbindungen zwischen Rauchmelder I 2.1, den Industriesteckverbindern 30 für Ringbuseingang 11, 4, und Ringbusausgang 13, 4, und den im Meldergehäuse 5 befindlichen Trenner 10. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Meldersockel 9 und des Trenners 10 auf der Grundplatine 8/mit der Grundplatine 8, wird durch mögliche industrielle Serienmontage der gesamten Komponenten eine gute Qualität, ein niedriger Herstellungspreis und eine kompakte Bauform des Monomeldermoduls 4, siehe 3 und 4, ermöglicht. Es werden damit die gleichen Vorteile, wie in 1 und 2, für das Duomeldermodul 3 beschrieben, erzielt. Der auf der Grundplatine 8 verschaltete Trenner 10 des Monomeldermoduls 4.1 erfüllt die gleiche Funktion wie der im Duomeldermodul 3 eingesetzte Trenner 10. Auch für die Industriesteckverbinder 30, 3, sowie das Haftelement 17, 3, gilt die gleiche Funktionalbeschreibung, wie die, die für die Duomeldermodule 3 beschrieben ist. Die 5 und 6 zeigen den Aufbau der zweiten Ausführung eines Monomeldermodules 4, des Monomeldermoduls 4.2, in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse in Seitenansicht (5) und Draufsicht (6). Grundsätzlich hat das Monomeldermodul 4.2 den fast gleichen Aufbau wie das Monomeldermodul 4.1, besitzt aber keinen Trenner 10, dafür zusätzlich aber den Externsignalausgang 13. Beide Monomeldermodule (4.1 und 4.2) werden stets paarweise eingesetzt. Das Monomeldermodul 4.1 (siehe 3 und 4) mit Trenner 10 wird im Anwendungsfall der integralen Überwachung eines Gefäßes (siehe 9) mit dem Monomeldermodul 4.2 (siehe 5 und 6) verschaltet, ebenfalls in Zwei-Melder-Abhängigkeit, wie zu 1 und 2 beschrieben (stets paarweiser Betrieb). Damit ist es möglich in bestimmten Anwendungsfällen (z. B. Umluftkühlung) den Luftinhalt nicht nur in einer repräsentativen Zone (wie z. B. mit Duomeldermodule 3 (gem. 7) zu messen, sondern den gesamten Luftinhalt des Gefäßes zu bewerten und somit eine integrale Messung durchzuführen. In kritischen Anwendungsfällen senkt diese Montageform die Falschalarmwahrscheinlichkeit erheblich. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal des Monomeldermoduls 4.2 zum Monomeldermodul 4.1 (gem. 3 und 4) ist der zusätzliche Externsignalausgang 13 (6) für z. B. Externsignalgeber 27 (7 und 9), die im Bedarfsfall lokal am zu überwachenden Gefäß installiert werden können. Zudem benötigt das Monomeldermodul 4.2 (gem. 5) keinen Trenner 10, da dieses im Monomeldermodul 4.1 (gem. 3) enthalten ist. Der Externsignalgeber 27, 7, wird ebenfalls mit einem Haftelement 17, wie in 1 und 2 beschrieben, ausgestattet. Damit lässt auch er sich schrauben/spänelos montieren, was das Sicherheitsrisiko in IT-Umgebungen und Stromversorgungsanlagen erheblich senkt. Die beiden Monomeldermodule 4, Monomeldermodul 4.1 (gem. 3 und 4) und Monomeldermodul 4.2 (gem. 5 und 6) ergeben in der Zusammenschaltung die gleiche Funktion wie das Duomeldermodul 3 (gem. 1 und 2), allerdings mit dem Unterschied, das mit dem Prinzip der getrennt möglichen Montage der Sensormeldermodule die integrale Überwachung von Gefäßen möglich wird (Die Vorteile dieses Prinzips werden in 9 näher erläutert.).
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7 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse in einer ersten Variante. In der schematischen Darstellung ist die Anordnung eines Duomeldermoduls 3 in einem Gefäß 1 (hier z. B. 19'' IT-Rack) mit senkrechtem Kühlluftstrom 32 von unten nach oben (z. B. aus einem Doppelboden 33) dargestellt. Für diesen Fall der Schrankkühlung ist der ideale Montageort des Duomeldermoduls 3 am Dach des Schrankes, da hier der gesamte Kühlluftstrom 32 des Gefäßes 1 zusammen kommt und eine eventuelle Brandentstehung schnell und sicher schon im Frühstadium erkannt werden kann (Optimalanordnung). Der Montageort des Duomeldermoduls 3 lässt sich deshalb optimiert und schnell wählen, weil es eine kleine Bauform (gem. 1 und 2), einen Haftsockel 17 (1) und einen elektrischen Anschluß (Ringbus 18) über Industriesteckverbinder 30 (siehe z. B. 3) besitzt. Der Montageort wird nicht durch bestimmte konstruktive Zwänge infolge von Rohren, wie bei Rauchansaugsystemen üblich, definiert. Beispielhaft ist im Gefäß 1 auch ein (Doppel-)Anzeigemodul 20 (siehe auch 11) sowie auch ein separater Externsignalgeber 27 zu sehen. Je nach Anforderungen des Nutzers dienen sie der Fernanzeige für Hauptalarm (Externsignalgeber 27) oder auch, wenn nötig, mit Hilfe des (Doppel-)Anzeigenmoduls 20 der lokalen Anzeige von diesem, versehen mit Zusatzinformationen über eventuellen Voralarm von Rauchmelder I 2.1 und Rauchmelder II 2.2 im Duomeldermodul 3. Das (Doppel-)Anzeigemodul 20 ist in einem typischen 19''-Rahmen 34 (19 Zoll Rahmen) eingebaut. Das zweite Anzeigen-Feld kann zur Signalisierung für ein zweites Duomeldermodul 3 benutzt werden, oder wird bei Nichtbenutzung mit einer Blindplatte 29 verdeckt. Außerdem realisiert das (Doppel-)Anzeigenmodul 20 akustischen, lokalen Alarm sowie weitere Funktionen (z. B. Löschung) über integrierbare Aktoren 22 (siehe 12).
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Die 8 zeigt den Aufbau einer, in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für Brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse schematischen Darstellung in einer zweiten Variante mit der Anordnung von Duomeldermodulen 3 in Gefäßen 1, die zwecks optimaler Kühlluftströme 32 in einem so genannten Kaltgang 35 angeordnet sind. Damit werden die Gefäße 1 (IT-Racks) waagerecht mit dem Kühlluftstrom 32 durchströmt. In diesem Fall ist eine senkrechte Anordnung von zwei Duomeldermodulen 3 je Gefäß 1 optimal, da auf diese Art definierte Überwachungszonen 36 sicher und schnell auf Brandkenngrößen überwacht werden können. Die einfache und sichere Befestigung der Duomeldermodule 3 an den inneren Seitenwänden der Gefäße 1 mittels Haftelement 17 gestatten eine schnelle und flexible Ausstattung der zu überwachenden Objekte (Gefäße 1). Die bisher im Kaltgang 35 allgemein übliche Überwachung der Gefäße 1 (IT-Racks) mittels horizontal, hinter den Rack's (Kühlluftaustritt) angeordneten Rauchansaugrohren (Rauchansaug-Prinzip) wird durch die erfindungsgemäße Lösung dadurch verbessert, dass sie die direkte Überwachung jedes einzelnen Gefäßes 1 (Rack's) im Kaltgang 35 mittels zweier oder mehrerer, direkt messender Duomeldermodule 3 in zwei oder mehreren Zonen sicherstellt. Bei der üblichen, dem Stand der Technik entsprechenden horizontalen Anordnung der Rauchansaugrohre an der Luftaustrittsseite, hinter den Rack's erfassen diese nur einen (winzigen) Teilluftstrom je Gefäß 1 (Rack), bei mehreren, nebeneinander stehenden Racks wird dieser proportional zur Anzahl der Racks auch noch verdünnt. Im Brandentstehungsfall lässt sich so das betroffene Objekt nicht bzw. viel zu spät erst detektieren, da sich durch die entsprechende Luftverdünnung eine proportionale Verzögerung ergibt.
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Eine eingeleitete Löschung oder Abschaltung geschieht langsamer und der Schaden wird dadurch höher. Durch die (nicht selektiv mögliche) Abschaltung/Löschung steigt der Schaden extrem. Zu späte Intervention vergrößert den Schaden weiter. Die ökonomischen Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung im Brandfall sind somit enorm. Das Problem der relativ ungenauen Detektion mittels Rauchansaugsystemen wird bei Anordnungen mit externen Zwangsentlüftungen im Kaltgang 35 noch dadurch verstärkt, das es bestückungsabhängig, an den Rack-Rückseiten zu Luftdruckunterschieden je Rack (Gefäß 1) kommen kann, die dann andere, als die berechneten Luftmengen durch die einzelnen Rauchansaugöffnungen des für die Racks gemeinsamen Rauchansaugrohres strömen lässt. Dieser Effekt macht die Detektion mit Rauchansaugsystemen in Gefäßen 1 insbesondere mit Zwangsbelüftung noch unsicherer. Der Ausweg der Einzelüberwachung mit einem Rauchansaugsystem je Gefäß macht die Anordnung in der Regel extrem teuer und wird nur im Ausnahmefall angewendet. Auch lassen sich mit der erfindungsgemäßen Anordnung noch Gefäße überwachen, bei denen aufgrund z. B. hohen Innendrucks (z. B. Reinsträume, überwachte Fernmeldegehäuse etc.) Rauchansaugsysteme wegen der Druckunterschiede nicht eingesetzt werden können. Wegen ihrer Größe und hohen Wartungsbedürftigkeit ist dies auch nicht im Gefäß selbst möglich. Hier entfaltet die erfindungsgemäße Lösung zur Brandfrühsterkennung neben vielen anderen positiven Faktoren ihre wesentlichen Vorteile. Aber auch die Ausrüstung sowie Wartung/Service ist aufgrund des preisgünstigen Modularprinzips (im zu überwachenden Objekt nur Sensorik und einfache Anzeigen, zentrale Stromversorgung und zentrale Steuerung durch Auswerteeinheit 19 (13)) ab einer bestimmten Anzahl von Überwachungspunkten (ca. 3 bis 5) deutlich günstiger. Dem annähernd linear steigenden Preis mit steigender Stückzahl pro Stück (selektiver Meßstelle) auf Basis von Rauchansaugsystemen, in Abhängigkeit der eingesetzten Stückzahl, steht im Fall der erfindungsgemäßen Anordnung zur Brandfrühsterkennung ein, in Form einer e-Funktion, zunächst stark nichtlinear fallender, bei größeren Stückzahlen annähernd gleich bleibender Preis pro Meßstelle gegenüber. Die Preisunterschiede bei einer größeren Anzahl von Messstellen sind somit signifikant. Der damit, bei gleichem Finanzaufwand mögliche, höhere Ausstattungsgrad mit der erfindungsgemäßen Brandfrühsterkennung erhöht nochmals deutlich die Sicherheit. Dies ist ein weiteres wesentliches Ziel der erfindungsgemäßen Anordnung zur Brandfrühsterkennung. Ein weiterer, gewichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung der Einzelüberwachung von Gefäßen 1 besteht in den, im Vergleich zu Rauchansaugsystemen, geringen Wartungsaufwendungen je einzeln zu überwachendem Gefäß 1, weil dieses System vor Ort im Wesentlichen nur Sensoren (Monomeldermodule 4 und Duomeldermodule 3) bzw. lokale Signalisierung benötigt. Es entfallen je Detektionsort die wartungsintensiven Komponenten von Rauchansaugsystemen wie Ansaugrohre, Filter, Lüfter, Lüftersteuerungen, lokale Sensorauswertung und -überwachung, lokale Energieversorgung und Notstromversorgung etc.. Aus diesen Gründen ist nicht nur die Installation, sondern auch die Instandhaltung und die deutlich bessere Energiebilanz der erfindungsgemäßen Lösung im Vergleich zu anderen, marktüblichen, insbesondere aber zu Rauchansaugsystemen, ökonomisch günstiger. Außerdem senken hohe Wartungsaufwendungen die Verfügbarkeit.
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Die 9 zeigt ein drittes Anordnungsbeispiel für die erfindungsgemäße Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse. In einem Gefäß 1 (19''-Rack), dass in diesem Fall mit integrierter Umluftkühlung mit Gebläse 37 in einem geschlossenen Kreislauf arbeitet, werden zwei paarweise zugeordnete Monomeldermodule 4 (4.1 und 4.2) diagonal gegenüberliegend so eingebaut, dass jedes Monomeldermodul 4 (4.1 und 4.2) für sich in kurzer Zeit (Zwangumlüftung und Gebläse 37) je einen Teil der repräsentativen Luftmenge des Gehäuses 1 zugeführt bekommt und somit Rauchpartikel zwecks Brandfrühsterkennung detektieren kann. Diese Anordnung der Monomeldermodule 4 (4.1 und 4.2) gestattet eine integrale Bewertung des gesamten Luftinhaltes des Gefäßes 1 und ermöglicht damit eine noch höhere Falschalarmsicherheit, da nicht die Luftmenge an einem bestimmten Punkt (oder annähernd Punkt, wie beim Duomeldermodul 3, bei denen die Sensoren (Rauchmelder 2) ca. 20 cm von einander entfernt montiert sind) sondern als Integral vom gesamten Gefäß 1 detektiert wird. Diese Anordnung empfiehlt sich insbesondere in Fällen, in denen höchste Anforderungen an die Falschalarmsicherheit (z. B. bei Abschaltung bzw. Löschung im Gefäß 1/Rack z. T. mit extremen Kosten!) gestellt werden. Zur schnellen Sichtbarkeit des betroffenen Gefäßes 1 (Racks) im Brandfall ist (beispielhaft) ein lokaler Externsignalgeber 27 auf dem Gefäß 1 (Rack) montiert. Auch der Verlauf des Ringbusses 18 ist beispielhaft angedeutet. Die getrennte Führung des Anschlußkabels 31 des Ringbuses 18 im Gefäß 1 aber auch in Räumen hat im Beschädigungsfall den Vorteil, das in der Regel immer nur ein Kabel betroffen sein kann. Dies ist ein zusätzliches Sicherheitsmerkmal der Ringbus-Topologie.
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Die 10 zeigt ein weiteres Anordnungsbeispiel für die erfindungsgemäße Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für Brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse mit einer vierten Variante. Hier ist in einem Gefäß 1 (geschlossenes Gehäuse, z. B. Niederspannungshauptverteilung, Schutzgrad IP 54 – spritzwassergeschützt) ein Duomeldermodul 3 im oberen Bereich des Gefäßes 1 so angeordnet, das ein Kühlluftstrom 32, der infolge natürlicher Konvektion (Erwärmung-Abkühlung) entsteht, stets auch das Duomeldermodul 3 erreicht. Im Detektionsfall signalisiert der an das Duomeldermodul 3 über Externsignalausgang 13, 2, leicht anschließbare Externsignalgeber 27 einen Alarmzustand an diesem Gefäß 1, so dass schnell interveniert werden kann. An diesem Beispiel wird deutlich, dass die erfindungsgemäße Lösung auch an vielen kleinen (im Rechenzentrum z. B. aber für die Gesamtfunktion ebenso wichtigen) Gefäßen eingesetzt werden kann. In diesem Beispiel wäre der Einsatz eines Rauchansaugsystem nicht möglich, weil der Schutzgrad (IP 54 – spritzwassergeschützt) kaum realisierbar bzw. nicht bezahlbar ist. Auch hier kommen wieder die großen Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung zum Tragen: Am Überwachungsort sind nur Sensoren (z. B. Duomeldermodule 3) und unbedingt notwendige Zusatzeinrichtungen (z. B. Externsignalgeber 27 vor Ort), verbunden durch einen unterbrechungsresistenten Ringbus 18, der nur leicht zu verlegende und zu ändernde, elektrische Leitungen benötigt. Wie auch oben zu 8 beschrieben, steigt auch mit steigendem Überwachungsgrad vieler Einzelobjekte die Gesamtsicherheit für eine komplexe, zu überwachende Einrichtung (z. B. Rechenzentrum, Leitwarte etc.) erheblich, wozu die erfindungsgemäße Anordnung einer Brandfrühsterkennung wesentlich beiträgt. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass ein gewichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung zur Brandfrühsterkennung darin besteht, dass auf Grund der geringen Baugröße der Sensormeldermodule (z. B. Duomeldermodul 3 und Monomeldermodul 4) diese direkt am Detektionsort in den meisten, in der Praxis vorkommenden Fällen (betrifft Größe, Belüftungsart, Umgebungsbedingungen etc.) eingesetzt werden können (Masseneinsatz), bessere Detektionsergebnisse als vergleichbare marktübliche Systeme liefern und durch umfassenden Einsatz die Sicherheit komplexer Systeme (z. B. Rechenzentren) deutlich erhöhen.
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Die 11 zeigt den Aufbau eines, in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse erfindungsgemäßen (Doppel-)Anzeigenmoduls 20 in der Form eines 19''-Einschubes (19 Zoll Einschubes), der unter anderem im Frontbereich zwei Anzeigefelder 23 enthält, in der Frontansicht jeweils ein Anzeigenmodul 20 enthält, auf der Frontseite drei Signalleuchten (LED), den LED-Signalanzeigen 24, mit denen die wichtigsten Betriebszustände des jeweils zugehörigen Sensormeldermoduls, ein Duomeldermodul 3 oder zwei miteinander verschaltete Monomeldermodule 4, angezeigt werden können. Die angezeigten Alarme mittels der LED-Signalanzeigen 24 sind zunächst Voralarm Sensor 1 24.2 und Voralarm Sensor 2 24.3. Die Anzeigen leuchten auf, wenn einer der beiden Rauchmelder 2 (2.1 oder/und 2.2) eines Duomeldermoduls 3 oder Monomeldermoduls 4 die (individuell) eingestellte Voralarmschwelle erreicht bzw. überschritten hat. Wahlweise kann man auch schon zusammen mit der lokalen optischen Anzeige der Voralarme 24.2 und 24.3 einen, im 19''-Gehäuse des Anzeigemoduls 20 befindlichen akustischen Signalgeber 25, 12, ansteuern. Die dritte Signalleuchte, die dritte LED-Signalanzeigen 24, auf dem Anzeigenfeld 23, signalisiert Hauptalarm 24.1 (Brandalarm). Auch ihr Aufleuchten kann mit einem lokalen akustischen Alarm des Signalgebers 25 verknüpft werden. Die Ansteuerung der 3 wichtigsten Signale erfolgt über ein ringbusfähiges Aktormodul 22 (12), das die Ansteuerbefehle zuvor von der Auswerteeinheit 19 (13) erhalten hat. Die Auswerteeinheit 19 wiederum hat vorher die von den Rauchmeldern 2 (Rauchmelder I 2.1 und Rauchmelder II 2.2) eines Sensormeldermoduls (z. B. Duomeldermodul 3) übermittelten Daten von, im Gefäß 1 detektierten Brandkenngrößen erhalten und bewertet. Neben dem lokalen Alarm am überwachten Gefäß 1 gibt die Auswerteeinheit 19 auch eine Alarmweitermeldung 38 an eine Hilfe leistende Stelle aus. Das Aktormodul 22 kann im Bedarfsfall im Gefäß 1 sowohl im Voralarmfall als auch im Hauptalarmfall weitere Schaltungen (z. B. Abschalten der Energie und der Lüftung, Einschalten der Löschung etc.) mit Hilfe weiterer frei programmierbarer Ausgänge ausführen.
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Enthält das Gefäß zwei Duomeldermodule 3, wird bei Bedarf das beschriebene zweite Anzeigenfeld 23 des Anzeigemoduls 20 belegt, in dem dann auch das zweite Aktormodul 22 bestückt wird. Wird das zweite Anzeigefeld 23 nicht benötigt, wird der freie Modulplatz mit einer Blindplatte 29, 13, abgedeckt. Das Anzeigemodul 20 hat den Vorteil, das Alarme (Vor- und Hauptalarme) lokal am 19''-Gefäß (19 Zoll Gefäß) darstellbar sind, unabhängig davon, wo die Sensor-Module (Monomeldermodul 4 oder Duomeldermodul 3) im Gefäß 1 eingebaut und dadurch nicht sichtbar sind. Das ist ein wesentlicher Vorteil, da viele, auf dem Markt befindlichen Systeme Sensorik, Auswertung, Stromversorgung und Signalisierung in einem Baustein vereint haben, und sich dadurch (z. B. wegen fehlender Sichtbarkeit und Zugänglichkeit) nur an bestimmten, nicht immer aber optimalen Stellen installieren lassen.
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Die 12 zeigt den Aufbau eines, in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse erfindungsgemäßen Anzeigenmoduls 20 in der Form eines 19''-Einschubes in der Draufsicht. Sichtbar ist hier insbesondere die Anordnung der beiden Aktormodule 22, der beiden (akustischen) Signalgeber (25) sowie die Lage der Ringbuseingänge 11 und Ringbusausgänge 12 sowie ein weiterer möglicher Industriesteckverbinder 30 für z. B. weitere Schaltungen (z. B. Löschansteuerung). Desweiteren ist die Anordnung der Signalanzeigen 24, die in Hauptalarm 24.1, Voralarm Sensor 1 24.2 und Voralarm Sensor 2 24.3 unterteilt sind, zu sehen. Die Funktionalität der Komponenten wurde oben zu 11 ausführlich beschrieben, ebenso die erfindungsgemäßen Vorteile. Ein weiterer, besonderer Vorteil, der in der Ansicht von 12 sichtbar wird, ist die Verwendung eines normierten 19'', 1 HE-Einschubes für das Anzeigemodul 20. Das ermöglicht eine schnelle Montage/Demontage in den marktüblichen, weit verbreiteten 19''-Gefäßsystemen, und die geringe Höhe von nur 1 HE (44,4 mm) schafft keine Platzprobleme.
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Auch die leichte Anschließbarkeit über die Industriesteckverbinder 30 sorgt für Zeitersparnis sowie für Langzeitstabilität.
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Die 13 zeigt den Aufbau einer, in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse erfindungsgemäßen Anordnung von Duomeldermodulen 3, Monomeldermodulen 4 (4.1 und 4.2) die teilweise zusätzlich mit Aktormodulen 22 bzw. Externsignalgebern 27 bestückt sind bzw. diese ansteuern, zusammen mit der zentralen Auswerteeinheit 19 auf einem Ringbus 18. Weitere Ringbus-Teilnehmer sind ein separates Aktormodul 22, ein abgesetztes Bedienfeld 21 und ein, mit einem Monomeldermodul 4 mit Aktormodul 22 zugeordnetes Anzeigefeld 23. Die Auswerteeinheit 19 übernimmt für alle Teilnehmer des Ringbus 18 zentral die Funktionen: Stromversorgung, Sendung und Empfang von Signalen der Teilnehmer, Signalauswertung, -verarbeitung, -speicherung und -weiterleitung, Notstromversorgung, Kommunikation mit Externsystemen 39 (z. B. Managementsystemen, Brandmeldezentralen etc.) sowie die Alarmmeldung 38 z. B. an eine Hilfe leistende Stelle (z. B. Bedienpersonal, Feuerwehr). Der Netzanschluß 28 (230 V) erfolgt zentral an der Auswerteeinheit 19. Die Funktionen und Vorteile der meisten Teilnehmer des Ringbus 18 wurden in den Erläuterungen zu den 1 bis 12 ausführlich beschrieben. Nicht näher erwähnt wurde bisher das abgesetzte Bedienfeld 21 sowie ein externes Aktormodul 22, die sich an beliebiger Stelle im Ringbus 18 befinden können. Das abgesetzte Bedienfeld 21 besitzt die volle Funktionalität des Bedienfeldes der Auswerteeinheit 19 und kann vorteilhaft auch abgesetzt von dieser, z. B. in einer Leitwarte oder in einer Pforte installiert werden. Damit ist eine komfortable, schnelle und vollständige Kontrolle aller Alarme und Betriebszustände des Gesamtsystems an beliebiger Stelle möglich. Als Teilnehmer des Ringbuses 18 besitzt das Bedienfeld 21 einen, schon in 1 und 2 beschriebenen Trenner 10, der auch hier seine positiven Eigenschaften im Störfall (Kurzschluß, Unterbrechung) entfaltet. Diesen enthält auch das externe Aktormodul 22, das sich im Schaltungsbeispiel 13 extern auf dem Ringbus 18 befindet und beliebige Schaltvorgänge ausführen kann (z. B. Einschaltung Sprachalarmierung etc.). Desweiteren können auf dem Ringbus 18 auch systemeigene externe Sensormodule 40 (ebenfalls mit Trenner 10) angeordnet sein, die eine wesentliche Erweiterung der Funktionalität der erfindungsgemäßen Anordnung zur Brandfrühsterkennung zulassen. Gemeint ist hiermit die Möglichkeit der Erfassung zusätzlicher Input-Signale über ein externes Sensormodul 40 (z. B. von Bewegungsmeldern, Kontakten, Videosystemen, Zugangskontrollen, Subsystemen aller Art etc.) und deren programmtechnische Verarbeitung und Speicherung in der Auswerteeinheit 19. Die Auswerteeinheit 19 verwaltet nicht nur zentral alle Teilnehmer des Ringbus 18, sie besitzt auch ein Managementsystem, mit dem alle Ringbus-Teilnehmer, räumlich auf einem abgesetzten Bildschirm abgebildet und gemanagt werden können. Das Managementsystem lässt sich an die Schnittstelle für Externsysteme 39 anschließen. Ebenfalls über die Schnittstelle für Externsysteme 39 ist die Auswerteeinheit 19 mit anderen Subsystemen, z. B. Brandmeldeanlagen usw. vernetzbar. Ein weiteres positives Leistungsmerkmal der erfindungsgemäßen Anordnung zur Brandfrühsterkennung in Gefäßen 1 ist die Möglichkeit einer überwachten (Dauerüberwachung) und standfesten (weil mit Funktionserhalt verkabelten) Schnittstelle zur Alarmweitermeldung 38. Durch die Eigenschaft Funktionserhalt (z. B. E 30) widersteht die Anschlußleitung auch einer Brandeinwirkung 30 Minuten lang bei voller Funktion, eine anderweitige Unterbrechung wird sofort als Alarm erkannt.
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Die 14 zeigt den Aufbau einer, in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse erfindungsgemäßen Anordnung von Komponenten in einem stilisiertem Ringbus 18.
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Hier werden noch einmal eine Reihe von Vorteilen dieser erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung in Gefäßen deutlich. Hierzu zählen eine klare Ringstruktur, die nicht die Nachteile von Baumstrukturen wie Unübersichtlichkeit (insbesondere bei (in der Praxis) nicht gepflegten Dokumentationen), keine Unterbrechungsresistenz, Einschränkungen in Ausbaufähigkeit, dezentrale Strom- und Notstromversorgung etc. aufweist, voller bis teilweiser Funktionserhalt des Ringbusses 18 bei Kurzschluß und Unterbrechung durch Einsatz von Trennern 10 in jedem Bus-Teilnehmer. Die Auswerteeinheit 19 erkennt Kurzschlüsse oder Unterbrechungen im Ringbus 18 und schaltet selektiv den kleinstmöglichen Teil der Busteilnehmer über Trenner 10 ab bzw. frei, die beiden verbleibenden Ringhälften werden bis zur Fehlerbeseitigung von beiden Seiten des Ringes versorgt (Betriebsspannung, Datenstrom), alle weiteren Teilnehmer bleiben voll funktionsfähig. Die erfindungsgemäße Anwendung der Zwei-Melder-Abhängigkeit (Beschreibung siehe 1 und 2) in Verbindung mit dem Einsatz von Monomeldermodulen 4 bzw. Duomeldermodulen 3 senken die Falschalarmsicherheit signifikant. Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind, eine sehr gute Energiebilanz, da zentrale Strom- und Notstromversorgung nur über Auswerteeinheit 19, einfache und wirtschaftliche Wartung und Service (klare Struktur, keine dezentralen Netzteile und Notstrombatterien, die auf längere Zeit immer ein Risiko bedeuten), signifikant sind geringe Kosten pro einzeln überwachtem Gefäß 1, weil nur Sensorik und einfache Signalisierung vor Ort, alles andere zentral, angeordnet sind, die weitgehend getrennte Verlegung von Zu- und Ableitung im Ringbus 18 ergibt eine höhere Verfügbarkeit im Beschädigungsfall (vergleiche auch 15), Auswertung und Management aller Prozeßgrößen erfolgt zentral in Auswerteeinheit 19, sowie an abgesetzten Bedienfeldern 21. Der beliebige Einbauort der Auswerteeinheit (z. B. in einer Leitwarte) kann die Systemsicherheit weiter erhöhen.
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In der Summe ergibt die erfindungsgemäße Anordnung von Komponenten zur Brandfrühsterkennung auch insbesondere durch die Anordnung im Ringbus 18 signifikante Verbesserungen im Vergleich zu herkömmlichen, marktüblichen Systemen in diesem Bereich. Bei deutlich niedrigeren Kosten pro einzeln überwachtem Gefäß steigt die Überwachungsgüte pro Gefäß und für das Gesamtsystem enorm. Parallel dazu ergibt sich eine deutliche Verbesserung der Systemsicherheit. Die Lage der Auswerteeinheit 19 ist, wie beispielhaft dargestellt in den Gefäßen 1 in Gefäß B (15) möglich, doch auch, wie schon beschrieben, an jedem beliebigen Ort auch außerhalb des Überwachungsbereiches installierbar.
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Die 15 zeigt den Aufbau einer, in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse möglichen Anordnung von überwachten Gefäßen 1. Insbesondere auch in dieser räumlichen Anordnung, die im Prinzip der stilisierten Struktur von 14 entspricht, wurden nochmals die schon genannten Vorteile der Ringbus-Struktur, die einfache und vollständige Bestückbarkeit von Gefäßen 1 aller Größen, Anordnungs- und Belüftungsformen mit Duomeldermodulen 3 und Monomeldermodulen 4, die Möglichkeit der Montage abgesetzter Bedienfelder 21 und Aktormodule 22 sowie die erhöhte Sicherheit durch die Einzelverlegung der Ringbus-Leitungen dargestellt. Auch die erheblichen Vorteile, die ein vom Überwachungsprinzip homogenes und klar strukturiertes System bietet werden in 15 nochmals bildhaft klargestellt.
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Wie in den vorgenannten Ausführungsbeispielen ausführlich erläutert, gelingt es mittels der erfindungsgemäßen Lösung mit speziellen Meldermodulen (Duomeldermodul/Monomeldermodulpaar), die im Stand der Technik beschriebenen Nachteile zu beseitigen, und durch die erfindungsgemäße Anordnung zur Überwachung und Brandfrühsterkennung für mehrere brand- und/oder explosionsgefährdete Gefäße und/oder Gehäuse mit vertretbaren Anlagenkosten eine optimale Alternative zu den gegenwärtig im Stand der Technik, beispielsweise in den Schalt- u. Serverschränken von Rechenzentren (z. B. bei Banken u. ä.), eingesetzten Rauchansaugmeldern mit deren die Schalt- u. Serverschränke mit der Auswerteeinheit verbindenden pneumatischen Rohrleitungen bereit zu stellen, die gleichzeitig eine wesentlich kostengünstigere und präzisere, wie zudem auch wesentlich falschalarmsichere selektive Überwachung einer wesentlich höheren Anzahl von ”Messstellen” (z. B. Serverschränken) unter Einsatz von nur einer Auswerteeinheit, bei deutlich reduziertem Herstellungs-, Montage-, Wartungs- und Instandhaltungsaufwand, hoher Flexibilität und hoher Verfügbarkeit, selbst während der Wartungsarbeiten aber auch während der Erweiterungssarbeiten des Gesamtsystems gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gefäß
- 2
- Rauchmelder
- 3
- Duomeldermodul
- 4
- Monomeldermodul
- 5
- Meldergehäuse
- 6
- Gehäuseunterteil
- 7
- Gehäuseoberteil
- 8
- Grundplatine
- 9
- Meldersockel
- 10
- Trenner
- 11
- Signaleingang
- 12
- Signalausgang
- 13
- Externsignalausgang
- 14
- Durchbruch
- 15
- Rauchmelderoberteil
- 16
- Gehäuseboden
- 17
- Haftelement
- 18
- Ringbus
- 19
- Auswerteeinheit
- 20
- Anzeigemodul
- 21
- Bedienfeld
- 22
- Aktormodul
- 23
- Anzeigefeld
- 24
- Signalanzeige
- 25
- Signalgeber
- 26
- Schraub- oder Clipverbindung
- 27
- Externsignalgeber
- 28
- Netzanschluß
- 29
- Blindplatte
- 30
- Industriesteckverbinder
- 31
- Anschlusskabel
- 32
- Kühlluftstrom
- 33
- Doppelboden
- 34
- 19''-Rahmen
- 35
- Kaltgang
- 36
- Überwachungszone
- 37
- Gebläse
- 38
- Alarmweitermeldung
- 39
- Externsystem
- 40
- Sensormodul
