EP1930048B1 - Verfahren und Vorrichtung zum geregelten Zuführen von Zuluft - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum geregelten Zuführen von Zuluft Download PDF

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EP1930048B1 EP06125707A EP06125707A EP1930048B1 EP 1930048 B1 EP1930048 B1 EP 1930048B1 EP 06125707 A EP06125707 A EP 06125707A EP 06125707 A EP06125707 A EP 06125707A EP 1930048 B1 EP1930048 B1 EP 1930048B1
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    • A62C99/0018—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using gases or vapours that do not support combustion, e.g. steam, carbon dioxide
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for the controlled supply of supply air into a permanently inertized space in which a predetermined inerting level is set and to be maintained within a certain control range.
  • base inertization level generally means a reduced oxygen level in the room air of the shelter as compared to the oxygen level of the normal ambient air, but this reduced level of oxygen does not in principle imply any endangerment to persons or animals, so that these , although under certain circumstances with certain precautionary measures, can enter the shelter at least for a short time.
  • setting a base inertization level to an oxygen content of, for example, 13% by volume to 15% by volume serves primarily to reduce the risk of fire in the shelter.
  • the full inertization level is generally 11% by volume to 12% by volume oxygen concentration.
  • the minimum required air exchange for the room one in particular of the number and Duration of the people in the room is dependent function, which may in particular also vary over time.
  • a minimum air exchange is to be provided even in rooms, which are generally very rarely or never entered by persons, as is the case for example in storage rooms, archives or cable shafts.
  • the minimum air exchange is hereby particularly necessary in order to dissipate any harmful components of the room air, which arise, for example, by exhalations from the facilities contained in the room.
  • the term "technical ventilation” generally means a ventilation system for the extraction of hazardous substances or biological agents in a room.
  • the dimensioning of a technical ventilation system, i. in particular the flow rate, rate of change of air and speed of air, in rooms in which persons are present, depends on the time-weighted average concentration of a substance in the room air at which acute or chronic damage to the person's health is not to be expected. Ventilating the room enables the exchange of air between the exterior and interior.
  • inert gas technology in which a space at a basic or a full inerting level is permanently inertised to reduce the risk of fires, is associated with relatively high operating costs if a minimally required air exchange has to be taken into account in the permanently inertized room.
  • an object of the invention thus is to provide a method and a device which are designed to provide in a most effective and cost effective way a permanently inertized room with supply air, so that on the one hand complied with the prescribed air exchange rate of the room and on the other hand permanently the danger of a fire or an explosion in the room can be effectively suppressed.
  • volume flow rate or "air exchange rate” as used herein is to be understood in each case as the volume flow or air exchange provided per unit time.
  • supply rate is to be understood as the amount of supply air supplied per unit of time of the room air atmosphere, the term “amount of supply air” being understood to mean the total amount of air or gas supplied to the room air atmosphere.
  • supply air basically means that air or gas composition which is supplied to the permanently inertized space in order to remove unwanted pollutants, in particular toxic or otherwise harmful hazardous substances, biological agents and / or moisture (water vapor) ,
  • supplying the supply air serves to dissipate the toxic hazardous substances, gases and aerosols released over time into the ambient air atmosphere to the outside and thus "purify" the room air accordingly.
  • the value or the time average of the second volume flow rate at which the fresh air is supplied to the room air atmosphere depending on the required for the permanently inertized room minimum air exchange rate and in dependence From the value or the time average of the first volume flow rate at which the inert gas is supplied to the room air atmosphere to maintain the predetermined inerting, it is possible to supply the room atmosphere of the permanently inertized space per unit time exactly the amount of supply air actually required is to guarantee the required minimum air exchange.
  • the second volume flow rate is advantageously coupled to temporal variations of the required minimum air exchange rate and / or the first volume flow rate, it is also possible to take care of any temporal fluctuations of the minimum necessary air exchange.
  • the value or the temporal mean value of the second volume flow rate is set correspondingly in dependence on the current minimum air exchange rate required for the permanently inertized space and / or in dependence on the current value of the first volume flow rate.
  • value of the volume flow rate used in this specification is to be understood as meaning the (time) mean value of the volume flow provided per unit of time.
  • the minimal air exchange ie the air exchange, which is required to remove toxic or otherwise harmful hazardous substances, gases and / or aerosols (hereinafter also referred to as "hazardous substances" or “pollutants") to such an extent from the room air atmosphere, that the Concentration of hazardous substances in the indoor air atmosphere assumes a sufficiently low value at which from a medical point of view no danger to living beings is to be feared, for example in permanently inertized rooms, which are occasionally accessed by persons, in particular by the number of persons and / or the duration of the commission of the room and is in particular no temporally constant value.
  • the required minimum air exchange is also dependent on the emission rate of hazardous substances.
  • the value or the temporal mean value of the first volume flow rate at which the inert gas provided by the inert gas source is supplied to the room air atmosphere of the permanently inertized space via the first supply line system is adjusted such that the oxygen concentration in the permanently inertized room does not exceed a specifiable level.
  • This predeterminable level can correspond (with a certain control range), for example, to the inerting level already set in the permanently inertized space and to be maintained there.
  • int gas as used herein is to be understood as meaning, in particular, oxygen-reduced air.
  • oxygen-reduced air may be, for example, nitrogen-enriched air.
  • the minimum air exchange rate required for the permanently inertized room will be zero when there are no persons in the permanently inertized room, and therefore no components to be evacuated (carbon dioxide, moisture) will be generated in the room air atmosphere of the permanently inertized room become.
  • the value of the second volumetric flow rate at which fresh air is supplied to the room air atmosphere is then set to zero, while the value of the first volumetric flow rate at which the inert gas is supplied to the ambient air atmosphere assumes a value which is sufficient to reach the room air atmosphere to maintain the predetermined inerting level.
  • the value of the first volume flow rate at which the inert gas is supplied to the room air atmosphere must in principle assume a value which is sufficient to maintain the predetermined inerting level in the room air atmosphere.
  • Inert gas supply provides a certain contribution to the minimum air exchange required, according to the solution according to the invention the room air atmosphere of dauerinertarraen space basically only as much fresh air supplied, as it is just required to from the indoor air atmosphere the pollutant content dissipate, which has not already been discharged by supplying the inert gas, for example via a corresponding exhaust-discharge system.
  • the concentration of pollutants in the ambient air atmosphere is measured at one or more locations in permanently inertized space with one or more sensors, preferably continuously or at predetermined times or events.
  • an aspiratively operating pollutant measuring device with at least one and preferably a plurality of pollutant sensors operating in parallel is preferably used, wherein the pollutant concentration measured continuously or at predetermined times or events is forwarded as a measured value to at least one control unit.
  • the at least one control unit may be designed to regulate the value of the first volume flow rate at which the inert gas is supplied into the ambient air atmosphere of the permanently inertized space as a function of the inerting level to be maintained in the permanently inertized space.
  • the control unit is designed to use the value of the first volume flow rate at which the inert gas is supplied depending on the minimum air exchange rate required for the permanently inertized space and / or the value of the first volume flow rate the inert gas is supplied to regulate.
  • the value of the second volume flow rate in response to the current required for the permanently inertized space minimum air exchange rate and / or depending on the current value of the first flow rate is controlled accordingly.
  • control unit is preferably supplied with the measured pollutant concentration continuously or at predetermined times or events makes it possible for the control unit to operate in an advantageous manner Simultaneously with the measurement of the pollutant concentration for the permanently inertized room to determine or update the required minimum air exchange.
  • the value of the second volume flow rate at which the fresh air is supplied to the room air atmosphere is preferably continuously adjusted to the minimum required air exchange rate of the permanently inertized room.
  • the value of the supply rate ie the amount of supply air supplied to the permanently inertized space
  • the value of the second volume flow rate ie, the amount of inert gas supplied per unit time of the room air atmosphere
  • the minimum required feed rate is the amount of supply air to be supplied per unit time of the room air atmosphere of the permanently inertized room, which is just suitable for removing pollutants, etc., from the room air atmosphere to such an extent that the concentration of the pollutants in the room air atmosphere just assumes a value is harmless with regard to persons or goods stored in permanently inertised space.
  • the concentration of oxygen in the ambient air atmosphere is measured at one or more locations preferably continuously or at predetermined times or events. It would be conceivable here to provide preferably an aspirative oxygen measuring device with at least one and preferably a plurality of oxygen sensors operating in parallel, in order to be able to measure the oxygen concentration in the ambient air atmosphere of the permanently inertized space continuously or at predetermined times or events and forward the measured values to the control unit.
  • the control unit is aware of the current oxygen concentration in the room air atmosphere of the permanently inertized space, this can regulate the value of the first volume flow rate with which the inert gas is supplied to the room air atmosphere to a value which is suitable for the value specified in the permanently inertized space Inerting level (possibly within a certain range of rules).
  • the system according to the invention ensures adequate fire protection and - if the oxygen concentration corresponding to the given inerting level in the ambient air atmosphere is sufficient is low - also an explosion protection, although with regard to the indoor air atmosphere of dauerinertarrae space a regulated air exchange takes place.
  • the value of the second volume flow rate at which fresh air is supplied to the room air atmosphere is taken into account in the supply rate to be supplied to the room, and also the value of the first volume flow rate with which inert gas is supplied to the room air atmosphere is considered
  • the value of the second volume flow rate is ideally set to a value which is the difference between a minimum required supply air volume flow rate or supply rate for maintaining the required for the permanently inertized space minimum air exchange rate and / or the value of the first flow rate to maintain the predetermined Inerting levels.
  • the value of the second volume flow rate is deliberately chosen slightly larger in order to guarantee additional security with regard to the minimum required air exchange.
  • the aforementioned minimum required supply air volume flow rate or supply rate which is at least required to maintain the minimum air exchange rate required for the permanently inertized space, can be achieved in the inventive solution by means of the at least one control unit as a function of the measured values of the concentration of pollutants in the ambient air atmosphere of permanently inertized space.
  • a corresponding look-up table is provided in the control unit, with which a relationship between the measured pollutant concentration and the minimum required supply air flow rate is given.
  • the minimum required supply air flow rate is determined continuously or at predetermined times or events in the control unit.
  • the second volume flow rate to be provided with which the fresh air is supplied to the room air atmosphere, is determined in advance, in particular in the planning phase of the apparatus, depending on the known or possibly to be estimated minimum required air exchange rate. wherein in this determination, preferably, the tightness of the space envelope of dauerinertarraen space or the n 50 value of the room is taken into account.
  • control unit is preferably designed to increase the required for the permanently inertized space minimum air exchange rate with increasing concentration of pollutants in the indoor air atmosphere and lower accordingly with decreasing concentration of pollutants.
  • control unit should be designed to set the value of the second volume flow rate depending on the minimum air exchange rate and depending on the value of the first volume flow rate, preferably by driving a valve provided in the second supply line system such that the value of the second volume flow rate is greater than or is the same as the difference between the minimum required supply air flow rate to maintain the minimum air exchange required for the permanently inertized space and the first flow rate to maintain the predetermined inertization level in the room air atmosphere of the permanently inertized space.
  • control unit is designed, depending on the minimum air exchange rate and depending on the optionally already in the planning phase of the device set value of the second flow rate, preferably by driving a valve provided in the first supply line valve, the value of to set the first volumetric flow rate such that the value of the first volumetric flow rate is greater than or equal to the difference between the minimum required supply volumetric flow rate for maintaining the minimum air exchange required for the permanently inertized space and the predetermined second volumetric flow rate, of course not disregarded may be that the first volume flow rate should in principle assume a value that is necessary for maintaining the specified in the indoor air atmosphere of dauerinertarrae space inerting ch is.
  • At one or more locations in the first and second flow rates At least one sensor is provided to the second supply line system in each case, to the first or second flow rate preferably continuously or at predetermined times or events to measure and supply the measurement results of the control unit.
  • a fresh air source for example, a system in question, with which "normal" outside air is sucked in, so that in this case the fresh air provided by the fresh air source fresh air is outside air.
  • this further comprises an exhaust air discharge device which is designed to discharge exhaust air in a controlled manner from the room air atmosphere of the permanently inertized space.
  • This exhaust air removal device may for example be a ventilation system based on the principle of positive pressure ventilation, wherein by supplying supply air, a certain overpressure in the permanently inertized space is generated, so that due to the pressure difference, a part of the room air through a corresponding exhaust pipe system from the permanently inertized space is dissipated.
  • the exhaust air removal device has fans, etc., with which the discharged air is actively sucked.
  • the device for the regulated supply of supply air into the permanently inertized space further comprises an exhaust air discharge device
  • this additionally has an air treatment device in order to treat the exhaust air discharged from the room with the exhaust air discharge device and / or to filter, and then the inert gas source at least a portion of the treated or filtered exhaust air to be re-supplied as inert gas to be provided.
  • the air treatment device should be designed so as to filter out the toxic or harmful hazardous substances, gases and aerosols which may be present in the discharged exhaust air, so that the filtered exhaust air is directly suitable again as an inert gas.
  • the air treatment device has a molecular separation system, in particular a hollow-fiber membrane system, a molecular sieve system and / or an activated carbon adsorption system, so that the exhaust air discharged from the space can be filtered in a molecular manner.
  • a molecular separation system in particular a hollow-fiber membrane system, a molecular sieve system and / or an activated carbon adsorption system
  • the inert gas source used is an inert gas generator having a membrane system and / or an activated carbon adsorption system and the inert gas generator a compressed air mixture is supplied, wherein the inert gas generator emits a nitrogen-enriched air mixture
  • the inert gas supplied to the air mixture at least partially has the filtered exhaust air.
  • this at least one controllable exhaust damper in particular a mechanically, hydraulically or pneumatically actuated exhaust damper, which is controlled such that the exhaust air are discharged from the dauerinertarraen space in a controlled manner can. It would be conceivable to design the exhaust damper as a fire damper.
  • the device according to the invention which has the exhaust air discharge device and the air treatment device, it is preferably provided that the proportion of oxygen in the portion of the filtered exhaust air supplied as inert gas of the inert gas source is at most 5% by volume to provide a particularly economical device.
  • the oxygen content in the inert gas provided by the inert gas source is 2 to 5% by volume, and that the oxygen content in the fresh air provided by the fresh air source is about 21 vol .-%.
  • other values come into question here as well.
  • the inert gas which is possibly to be added to the supply of permanently inertized supply air, can be generated with appropriate facilities.
  • the method comprises the further method step of the controlled removal of exhaust air from the permanently inertized space with a corresponding exhaust air discharge device, and the further method step of filtering the discharged with the exhaust-discharge device from the exhaust air, wherein at least a portion of the filtered exhaust air is provided as an inert gas.
  • the oxygen content in the room air of the permanently inertized space is preferably measured continuously or at predetermined times or events, the method step of regulating the inert gas volume flow rate provided by the inert gas source or the method step of regulating the fresh air source provided fresh air flow rate as a function of the measured oxygen content takes place.
  • Fig. 1 is a schematic view of a first preferred embodiment of the device 1 according to the invention for the controlled supply of supply air in a permanently inertized space 10 is shown.
  • the device 1 for the regulated supply of supply air in the permanently inertized space 10 the function of a supply air control device, which is essentially a control unit 2, a fresh air source 5 for providing fresh air (in this case, outdoor air) and an inert gas source 3 for Providing an inert gas, such as nitrogen-enriched air.
  • a supply air control device which is essentially a control unit 2
  • a fresh air source 5 for providing fresh air (in this case, outdoor air)
  • an inert gas source 3 for Providing an inert gas, such as nitrogen-enriched air.
  • Both supply line systems 11, 12 connect the inert gas source 3 and the fresh air source 5 with an outlet nozzle system provided in the permanently inertized space 10 13th
  • the outlet nozzle system 13 is designed as a nozzle system that is used in common for the supply of inert gas and fresh air; Of course, it would also be conceivable to provide separate nozzle systems for this purpose.
  • valve V11 and V12 controllable by the control unit 2 are provided in each of the first and second supply line systems 11 and 12, a valve V11 and V12 controllable by the control unit 2 are provided.
  • the valve V11 provided in the first supply line system 11 is designed such that it can be controlled by the control unit 2 in order to feed the inert gas provided with the inert gas source 3 in a controlled manner at a first volume flow rate V N2 to the room air atmosphere of the permanently inertized space 10.
  • the valve V12 provided in the second supply line system 12 is designed such that it can be controlled by the control unit 2 to supply the fresh air (here outside air) provided with the fresh air source 5 in a regulated manner with a second volume flow rate V L of the room air atmosphere of the permanently inertized room 10 supply.
  • valves V11 and V12 are designed as shut-off valves, which can be switched between an open a closed state.
  • Fig. 4a and Fig. 4b are each shown in a time plot, as in this realization, the valve V11 and the valve V12 are opened or closed by control of the control unit 2. It can be seen here that the fresh air and the inert gas are emitted in a pulsed manner from the inert gas source 3 and the fresh air source 5, respectively.
  • valve V11 The control of the valve V11 provided in the first supply line system 11 takes place in particular with regard to the oxygen concentration (or with respect to the inert gas concentration) in the atmosphere of the permanently inertized space 10.
  • the valve V11 is set such that the first volume flow rate V supplied to the space 10 N2 assumes a value which is preferably just sufficient to maintain the predetermined inerting level (optionally with a specific control range) set in the ambient air atmosphere of the permanently inertized space 10.
  • an oxygen measuring device 7 ' with at least one and preferably a plurality of parallel operating oxygen sensors 7 to continuously or at predetermined times or events to measure the oxygen concentration in the ambient air atmosphere of the permanently inertized space 10, and to forward the measured values to the control unit 2.
  • the oxygen measuring device 7 ' is particularly preferably an aspirative operating system.
  • the minimum supply rate ie the amount of supply air to be supplied to the permanently inertized space 10
  • the minimum required Zu povertyrate is the Zu povertyrate, which is just suitable to dissipate from the indoor air atmosphere pollutants, etc. to an extent that the concentration of pollutants in the indoor air atmosphere assumes a value, with respect to people or in permanently inertized space 10 stored goods is harmless.
  • both the second volume flow rate V L with which the ambient air atmosphere fresh air and outside air is supplied, as well as the first volume flow rate V N2 , with which the room air atmosphere Inert gas is taken into account, is provided in the preferred embodiments of the invention that the provided in the second supply line 12 valve V12 is controlled by the control unit 2 such that the second volume flow rate V L takes a value or time average, which allows in that in principle only as much supply air is supplied to the space 10, which is actually required in order to guarantee the minimum air exchange.
  • the second volume flow rate V L in an ideal manner by a corresponding control of the valve V12 to a value of the difference between the minimum required supply air flow rate or Zu Kunststoffrate required to maintain the required for the permanently inertized space 10 minimum air exchange rate and the first flow rate V N2 to maintain the given inerting level corresponds.
  • the second volume flow rate V L is intentionally chosen slightly larger.
  • valves V11 and V12 are controlled such that for the first volume flow rate V N2 and the second volume flow rate V L with respect to the minimum required supply air volume flow rate or supply rate V F the following relationship applies: V N ⁇ 2 + V L ⁇ V F
  • the minimum required supply air volume flow rate V F can be determined by continuously measuring the pollutant concentration in the ambient air atmosphere of the permanently inertized space 10, for example with a pollutant measuring device 6 'which has at least one and preferably a plurality of pollutant sensors operating in parallel and the measured values are forwarded to the control unit 2. Like the oxygen measuring device 7 ', it is preferred that the pollutant measuring device 6' is designed as an aspiratively operating system.
  • the minimum required supply air volume flow rate V F corresponding to a table stored in the control unit 2 is determined preferably continuously or at predetermined times or events. In this table, a relationship between the measured pollutant concentration and the minimum required supply air flow rate V F should be specified. These Relationship may (but need not) be adapted to the characteristics of the room 10 in question, so that, for example, the volume of space, the use of space and other parameters may be taken into account.
  • control unit 2 is also conceivable for the control unit 2 to be designed as a function of the minimum air exchange rate or the minimum required supply air volume flow rate V F and depending on the value of the second volume flow rate V L , optionally already set in the planning phase of the device by controlling the valve V11 provided in the first supply line system 11, to set the value or time average of the first volume flow rate V N2 such that the value or time average of the first volume flow rate V N2 is greater than or equal to the difference between the minimum required Supply air volume flow rate V F for maintaining the minimum air change required for the permanently inertized space and the predetermined second flow rate V L is, of course, here can not be disregarded that the first flow rate V N2 in principle a value or should take a time average, which is required to maintain the given in the indoor atmosphere of the permanently inertized room inerting.
  • the value of the second volume flow rate V L depends on the value of the first volume flow rate V N2 . Accordingly, it is preferred that in particular continuously or at predetermined times or events with the aid of a suitable volume flow sensor S11 at one or more points in the first supply line system 11, the first volume flow rate V N2 measured and the measurement results of the control unit 2 are supplied. Of course, it would also be conceivable to determine the first volume flow rate V N2 as a function of the control signal which is applied by the control unit 2 to the volume flow regulator V11 provided in the first supply line system 11.
  • At least one sensor S12 is provided at one or more locations in the second supply line system 12 in order to measure the value of the second volume flow rate V L , preferably continuously or to a predetermined value Times or events, and to supply the measurement results of the control unit 2.
  • a corresponding supply air setting signal is input to the control unit 2, this supply air setting signal determining the minimum air exchange rate to be maintained for the permanently inertized space 10.
  • the supply air adjustment signal has information as to what value the first volume flow rate V N2 must have, so that the inerting level set in the permanently inertized space 10 (possibly with a certain control range) are maintained by continuously feeding inert gas can. In this case, the oxygen measuring device 7 ' would not be required.
  • the fresh air source 5 is in the in Fig. 1 illustrated embodiment with the control unit 2 controlled or controllable compressor, which is designed to suck "normal" outside air, and 12 depending on the control via the control unit 2 the second supply line 12 fresh air with a corresponding fresh air flow rate V L provides.
  • the inert gas source 3 is in Fig. 1 as an inert gas generator system which is composed of a compressor 3a "and a molecular separation system 3a 'controlled by the control unit 2, in particular a membrane system or activated carbon adsorption system With the compressor 3a" according to the first preferred embodiment "normal "Outside air compressed and then swept the Molekülseparationssystem 3a 'supplied.
  • the inert gas source 3 has an inert gas reservoir 3b, as in Fig. 1 indicated by dashed lines.
  • This inert gas reservoir 3b can be designed, for example, in the form of a gas cylinder battery.
  • the of the Inertgasreservoir 3b the Inert gas volume flow rate V N2 should be adjustable via the controllable by the control unit 2 control valve V11.
  • the value or the time average of the amount of supply air supplied to the permanently inertized space 10 per unit time is set so that on the one hand the pollutants present in the room air atmosphere of the permanently inertized space 10 can be dissipated in a sufficient manner, and on the other hand that in the permanently inertized space 10 set inerting level can be maintained.
  • the inventive solution in determining the value or the time average of the second volume flow rate V L not only the proportion of pollutants to be removed from the room air atmosphere of dauerinertarraen space 10, but also the value or the time average of the first flow rate V N2 , with which the inert gas is supplied to the room air atmosphere, taken into account that the first volume flow rate V N2 provides a certain contribution to the minimum required air exchange, so that the room air atmosphere of the permanently inertized room 10 basically only as much fresh air is supplied, as is currently required in order to remove the pollutant component from the room air atmosphere which has not already been removed by supplying the inert gas via a corresponding exhaust air removal system 4.
  • an exhaust air discharge device 4 in the form of an exhaust air flap, in which exhaust air is removed from the permanently inertized space 10, is also provided in the permanently inertized space 10.
  • the exhaust air discharge device 4 is a passively operating system which functions according to the overpressure principle.
  • the exhaust air flap of the exhaust air discharge device 4 is designed as a check valve flap.
  • the ambient air atmosphere of the permanently inertized space 10 basically only as much fresh air or outside air is supplied, as is currently required to take care of the required minimum air exchange. If, for example, a fresh air input of 1000 m 3 / day is required for the permanently inertized space 10 as the minimum required air exchange, then it would be conceivable in the space 10 per day for example 700 m 3 outside air and 300 m 3 nitrogen-enriched air or to introduce oxygen-reduced air. As oxygen-reduced air, for example Air with a nitrogen content of 90 to 95 vol .-% used. The proportion of oxygen-reduced air is calculated on the basis of the residual oxygen concentration of the oxygen-reduced air, the basic inerting level to be set in the room, the volume of the room and the tightness of the room.
  • FIG. 2 is a preferred evolution of in Fig. 1 shown first embodiment of the device 1 according to the invention.
  • the Fig. 2 shown second embodiment differs from the first embodiment according to Fig. 1
  • the fact that the discharged with the exhaust-discharge device 4 from the permanently inertized space 10 exhaust air is not completely discharged to the outside atmosphere, but at least partially passed through a filter system 15 and then the first supply line 11 via the provided in the first supply line 11 controllable valve V11 again is supplied.
  • inert gas feedback is thus a part of the exhaust air, which is discharged during the regulated air exchange with the exhaust air removal system 4 from the permanently inertized chamber 10, cleaned accordingly in the filter system 15 and then fed again to the permanently inertized space 10 as an inert gas.
  • the toxic or harmful hazardous substances to be removed from the permanently inertized space 10 are to be separated from the exhaust air, so that the thus cleaned exhaust air can then be returned to the space 10 directly in an ideal manner , Since this purified exhaust air has an oxygen content which is identical to the oxygen content in the room air atmosphere of the permanently inertized space 10, in a case where the inert gas feedback is lossless and thus must be regarded as an overall closed feedback loop, and if the permanently inertized space 10 has a completely gas-tight space envelope, from the inert gas source 3 no additional inert gas and the fresh air source 5 no additional fresh air to the cleaned exhaust air are mixed to take care on the one hand the required minimum air exchange and on the other hand to keep the set in the permanently inertized space 10 inerting.
  • a fresh air source 5 and an inert gas source 3 are each controlled by the control unit 2, and their associated gas flow rates V N2 , V L each set either by an effected with the control unit 2 direct control, or by an effected with the control unit 2 control of the corresponding valves V11 and V12 become.
  • a controllable with the control unit 2 three-way valve V4 is provided, via which the proportion of discharged from the dauerinertarraen space 10 exhaust air is adjusted, which is the filter system 15 of the inert gas feedback loop to be supplied, and which is finally reintroduced into the room 10 as purified supply air.
  • the filter system 15 provided in the inert gas feedback loop must be designed to separate the toxic contaminant contained in the portion of the exhaust air fed into the inert gas feedback loop from the exhaust air.
  • an air treatment device 15 which has a Molekülseparationssystem 15 ', in particular a hollow fiber membrane system and / or an activated carbon adsorption system.
  • the air treatment device 15 is further equipped with a compressor 15 "which compresses the portion of the exhaust air fed into the inert gas feedback loop and subsequently supplies it to the molecular separation system 15 '.
  • the compressed exhaust air is split in molecular terms so that the toxic or harmful components (pollutants) of the exhaust air discharged from the permanently inertized space 10 are separated from the exhaust air and discharged to the outside via a first outlet.
  • a second outlet of the molecule separation system 15 ' can be connected to the first supply line system 11 via the valve V11, so that the purified exhaust air can be at least partially supplied to the first supply line system 11 as an inert gas.
  • Fig. 3 a preferred development of the second embodiment is shown. It is provided that - as well as in the first and second embodiment according to Fig. 1 and Fig. 2 an inert gas generator 3a with a molecular separation system 3a 'is provided as the inert gas source, in particular with a hollow fiber membrane system or an activated carbon adsorption system, wherein a compressed air mixture is supplied to the inert gas generator 3a and the inert gas generator 3a emits a nitrogen-enriched air mixture, and wherein the Inertgasgenerator 3 a discharged and enriched with nitrogen air mixture is fed in a controlled manner to the first supply line system 11 and the permanently inertized space 10 as an inert gas.
  • an inert gas generator 3a with a molecular separation system 3a ' is provided as the inert gas source, in particular with a hollow fiber membrane system or an activated carbon adsorption system, wherein a compressed air mixture is supplied to the inert gas generator 3a and the in
  • an exhaust-removal device 4 is provided, which is designed in a controlled manner, preferably based on the overpressure principle, exhaust air from the dauerinertarraen space 10 dissipate and run the exhausted air at least partially by an air treatment device 15 to this part of the Extract air discharge device 4 to filter out of the room 10 exhaust air. At least part of the filtered exhaust air is then fed to the compressor 3a "of the inert gas source 3.
  • the provided in the inert gas or exhaust air feedback loop air treatment device 15 does not have a in Fig. 2 with the reference numeral 15 "designated compressor and with a in Fig. 2 be designated by the reference numeral 15 'molecular separation system to separate via a suitable gas separation process contained in the proportion of discharged from the permanently inertized space 10 and fed into the inert gas or exhaust air feedback loop toxic or harmful pollutants from the exhaust air.
  • the exhaust air fed into the inert gas generator 3a ', 3a "already has an oxygen content which is essentially identical to the oxygen content of the inert gas source 3 formed as an inert gas generator 3a', 3a"
  • Ambient air atmosphere of the permanently inertized space 10 the molecular separation system 3a 'of the inert gas source 3 is primarily the task of separating the optionally still present in the exhaust air (in particular gaseous) components of the toxic or harmful pollutants, if they are not already in the air treatment device 15th were removed from the exhaust air.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum geregelten Zuführen von Zuluft in einen dauerinertisierten Raum, in welchem ein vorgegebenes Inertisierungsniveau eingestellt und in einem gewissen Regelbereich zu halten ist.
  • Es ist bekannt, geschlossene Räume, wie etwa EDV-Bereiche, elektrische Schalt- und Verteilerräume, umschlossene Einrichtungen oder Lagerbereiche insbesondere für hochwertige Wirtschaftsgüter, zur Minderung des Risikos von Bränden dauerhaft zu inertisieren. Die bei einer solchen Dauerinertisierung resultierende Präventionswirkung beruht auf dem Prinzip der Sauerstoffverdrängung. Die normale Umgebungsluft besteht bekanntlich zu etwa 21 Vol.-% aus Sauerstoff, zu etwa 78 Vol.-% aus Stickstoff und zu etwa 1 Vol.-% aus sonstigen Gasen. Um in einem Schutzraum das Risiko der Entstehung eines Brandes wirksam herabsetzen zu können, wird bei der sogenannten "Inertgastechnik" die Sauerstoffkonzentration in dem betreffenden Raum durch Einleiten von Inertgas, wie beispielsweise durch Einleiten von Stickstoff, entsprechend verringert. Im Hinblick auf eine Brandlöschwirkung ist es bekannt, dass diese für die meisten brennbaren Feststoffe einsetzt, wenn der Sauerstoffanteil unter 15 Vol.-% absinkt. Insbesondere abhängig von den im Schutzraum vorhandenen brennbaren Materialien kann ein weiteres Absenken des Sauerstoffanteils auf beispielsweise 12 Vol.-% erforderlich sein.
  • Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass durch eine Dauerinertisierung des Schutzraumes auf einem sogenannten "Grundinertisierungsniveau", bei welchem der Sauerstoffanteil in der Raumluft unter beispielsweise 15 Vol.-% abgesenkt ist, das Risiko der Entstehung eines Brandes in dem Schutzraum in effektiver Weise vermindert werden kann.
  • Unter dem hierin verwendeten Begriff "Grundinertisierungsniveau" ist allgemein ein im Vergleich zum Sauerstoffgehalt der normalen Umgebungsluft reduzierter Sauerstoffgehalt in der Raumluft des Schutzraumes zu verstehen, wobei allerdings dieser reduzierte Sauerstoffgehalt aus medizinischer Sicht im Prinzip noch keinerlei Gefährdung von Personen oder Tieren bedeutet, so dass diese, wenn auch unter Umständen mit gewissen Vorsichtsmaßnahmen, den Schutzraum zumindest noch kurzzeitig betreten können. Wie bereits angedeutet, dient das Einstellen eines Grundinertisierungsniveaus auf einen Sauerstoffgehalt von beispielsweise 13 Vol.-% bis 15 Vol.-% in erster Linie dazu, das Risiko der Entstehung eines Brandes in dem Schutzraum zu reduzieren.
  • Im Unterschied zum Grundinertisierungsniveau entspricht das sogenannte "Vollinertisierungsniveau" einem derart reduzierten Sauerstoffanteil in der Raumluft des Schutzraumes, bei welchem bereits eine wirksame Brandlöschung eintritt. Unter dem Begriff "Vollinertisierungsniveau" ist somit ein im Vergleich zum Sauerstoffgehalt des Grundinertisierungsniveaus weiter reduzierter Sauerstoffgehalt zu verstehen, bei welchem die Entflammbarkeit der meisten Materialien bereits soweit herabgesetzt ist, dass sich diese nicht mehr entzünden können. Abhängig von der in dem betroffenen Schutzraum vorhandenen Brandlast liegt das Vollinertisierungsniveau in der Regel bei 11 Vol.-% bis 12 Vol.-% Sauerstoffkonzentration. Demnach kann durch eine Dauerinertisierung des Schutzraumes auf dem Vollinertisierungsniveau nicht nur das Risiko der Entstehung eines Brandes in dem Schutzraum vermindert, sondern auch eine Brandlöschung selber erzielt werden.
  • Für dauerinertisierbare Räumen ist es einerseits erstrebenswert, dass diese baulich bedingt eine relativ hohe Luftdichtigkeit aufweisen, damit das in dem Raum eingestellte bzw. einzustellende Inertisierungsniveau mit einer möglichst geringen Inertgaszufuhr aufrechterhalten werden kann. Andererseits ist es allerdings unumgänglich, dass auch für dauerinertisierbare Räume grundsätzlich ein gewisser minimaler Luftwechsel vorgesehen ist, um einen Austausch der Raumluft zu ermöglichen. Für Räume, die gelegentlich von Personen betreten werden oder in denen sich Personen für längere Zeitperioden aufhalten, ist der minimale Luftwechsel notwendig, um zum einen beispielsweise das von den Personen ausgeatmete Kohlendioxid und zum anderen die von den Personen abgegebene Feuchtigkeit entsprechend abzuführen. Es ist ersichtlich, dass bei diesem Beispiel der für den Raum minimal erforderliche Luftwechsel eine insbesondere von der Anzahl und der Zeitdauer der sich in dem Raum befindlichen Personen abhängende Funktion ist, die insbesondere auch zeitlich variieren kann.
  • Ein weiteres Beispiel einer Vorrichtung, die die technischen Merkmale des einleitenden Teils von Anspruch 1 offenbart, ist im Dokument EP 1 683 548 offenbart.
  • Allerdings ist auch bei Räumen ein minimaler Luftwechsel vorzusehen, welche grundsätzlich nur äußerst selten oder gar nie von Personen betreten werden, wie es beispielsweise bei Lagerräumen, Archiven oder Kabelschächten der Fall ist. Der minimale Luftwechsel ist hierbei insbesondere deshalb erforderlich, um gegebenenfalls schädliche Bestandteile der Raumluft abzuführen, die beispielsweise durch Ausdünstungen aus den im Raum enthaltenen Einrichtungen entstehen.
  • Ist die Hülle des betreffenden Raumes nahezu luftdicht ausgeführt, wie es insbesondere bei dauerinertisierbaren Räumen in der Regel vorgesehen ist, kann ein ungeregelter Luftwechsel nicht mehr stattfinden. Bei solchen Räumen ist es somit erforderlich, dass zum Zwecke des minimal erforderlichen Luftwechsels eine technische bzw. maschinelle Lüftungsanlage vorgesehen ist. Unter dem Begriff "technische Lüftung" ist allgemein eine Lüftung zur Absaugung von Gefahrenstoffen oder biologischen Arbeitsstoffen in einem Raum zu verstehen. Die Dimensionierung einer technischen Lüftungsanlage, d.h. insbesondere die Fördermenge, Luftwechselrate und Luftgeschwindigkeit, hängt bei Räumen, in denen sich Personen aufhalten, von der zeitlich gewichteten durchschnittlichen Konzentration eines Stoffes in der Raumluft ab, bei der eine akute oder chronische Schädigung der Gesundheit der Person nicht zu erwarten ist. Durch das Lüften des Raumes wird der Austausch von Luft zwischen Außen- und Innenraum ermöglicht. Allgemein ausgedrückt dient somit der minimal erforderliche Luftwechsel zur Abgabe von toxischen Gefahrenstoffen, Gasen und Aerosolen an den Außenraum und zum Einlass von benötigten Stoffen, insbesondere Sauerstoff bei Räumen, in denen sich Personen aufhalten. Nachfolgend werden diese mit dem minimalen Luftwechsel aus der Raumluftatmosphäre abzuführenden toxischen Gefahrenstoffe auch einfach als "Schadstoffe" bezeichnet.
  • In großen Räumen oder in Räumen, in welchen eine große Menge von Gefahrenstoffen in der Raumluft anfällt, wird derzeit in der Regel eine maschinelle Lüftung eingesetzt, bei welcher der Raum kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten gelüftet wird. Üblicherweise werden hierzu Lüftungsanlagen eingesetzt, die ausgelegt sind, dem Betriebsraum Frischluft zuzuführen und verbrauchte bzw. belastete Luft abzuführen. Je nach Anwendung gibt es Anlagen mit kontrollierter Zuluft (sogenannte "Zuluftanlagen"), kontrollierter Abluft (sogenannte "Abluftanlagen") oder kombinierte Zu- und Abluftanlagen.
  • Allerdings hat der Einsatz derartiger Lüftungsanlagen bei dauerinertisierten Räumen den Nachteil, dass aufgrund des bewirkten Luftwechsels dem dauerinertisierten Raum kontinuierlich eine relativ hohe Inertgasrate zugeführt werden muss, damit das im Raum eingestellte Inertisierungsniveau aufrecht gehalten werden kann. Um bei einer maschinellen Lüftung die Atmosphäre in einem dauerinertisierten Raum auf einem Grund- oder Vollinertisierungsniveau halten zu können, werden somit pro Zeiteinheit relativ große Inertgasmengen benötigt, die beispielsweise vor Ort mit entsprechenden Inertgasgeneratoren erzeugt werden können. Derartige Inertgasgeneratoren müssen entsprechend groß dimensioniert sein, was die Betriebskosten für eine Dauerinertisierung ansteigen lässt. Des weiteren verbrauchen diese Anlagen zum Erzeugen von Inertgas relativ viel Energie. Aus wirtschaftlicher Sicht ist demnach der Einsatz der Inertgastechnik, bei welcher zur Minderung des Risikos von Bränden ein Raum auf einem Grund- oder einem Vollinertisierungsniveau dauerinertisiert wird, mit relativ hohen Betriebskosten verbunden, wenn bei dem dauerinertisierten Raum ein minimal erforderlicher Luftwechsel berücksichtigt werden muss.
  • Ausgehend von der zuvor geschilderten Problemstellung liegt eine Aufgabe der Erfindung somit darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, welche ausgelegt sind, in möglichst effektiver und kostengünstiger Weise einen dauerinertisierten Raum mit Zuluft zu versorgen, so dass einerseits die vorgeschriebene Luftwechselrate des Raumes eingehalten und andererseits dauerhaft die Gefahr eines Brandes oder einer Explosion im Raum wirkungsvoll unterdrückt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
  • Unter dem hierin verwendeten Begriff "Volumenstromrate" bzw. "Luftwechselrate" ist jeweils der pro Zeiteinheit bereitgestellte Volumenstrom bzw. Luftwechsel zu verstehen. In gleicher Weise ist unter dem Begriff "Zuluftrate" die pro Zeiteinheit der Raumluftatmosphäre zugeführte Menge an Zuluft zu verstehen, wobei unter dem Ausdruck "Menge an Zuluft" die der Raumluftatmosphäre insgesamt zugeführte Luft- bzw. Gasmenge verstanden wird. Bei einem dauerinertisierten Raum beispielsweise, in welchen einerseits pro Zeiteinheit eine gewisse Menge an Inertgas nachgeführt wird, um das eingestellte Inertisierungsniveau aufrechtzuerhalten, und in welchen andererseits (zusätzlich zum Inertgas) pro Zeiteinheit auch noch in geregelter Weise eine gewisse Menge an Frischluft eingeführt wird, ist die Zuluftrate somit die Summe aus der Inertgasrate und der Frischluftrate.
  • Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielbaren Vorteile liegen auf der Hand: Insbesondere handelt es sich um ein besonders leicht zu realisierendes, aber dennoch effektives Verfahren, um in besonders kostengünstiger Weise einen dauerinertisierten Raum hinreichend mit Zuluft zu versorgen, so dass einerseits die vorgeschriebene (minimale) Luftwechselrate des Raumes eingehalten und andererseits das in dem Raum eingestellte Inertisierungsniveau aufrecht erhalten werden kann, wodurch die Gefahr eines Brandes im Raum wirkungsvoll unterdrückt wird.
  • Unter dem hierin verwendeten Begriff "Zuluft" ist grundsätzlich jene Luft- bzw. Gaszusammensetzung zu verstehen, die dem dauerinertisierten Raum zugeführt wird, um aus dem Raum unerwünschte Schadstoffe, insbesondere toxische oder andersartig schädliche Gefahrenstoffe, biologische Arbeitsstoffe und/oder Feuchtigkeit (Wasserdampf) abzuführen. Insbesondere dient das Zuführen der Zuluft dazu, die im Laufe der Zeit in die Raumluftatmosphäre abgegebenen toxischem Gefahrenstoffe, Gase und Aerosole nach Außen abzuführen und somit die Raumluft entsprechend zu "reinigen".
  • Dadurch, dass der Wert bzw. der zeitliche Mittelwert der zweiten Volumenstromrate, mit welcher die Frischluft der Raumluftatmosphäre zugeführt wird, in Abhängigkeit von der für den dauerinertisierten Raum erforderlichen minimalen Luftwechselrate und in Abhängigkeit von dem Wert bzw. dem zeitlichen Mittelwert der ersten Volumenstromrate, mit welcher das Inertgas der Raumluftatmosphäre zur Aufrechterhaltung des vorgegebenen Inertisierungsniveaus zugeführt wird, eingestellt wird, ist es möglich, der Raumatmosphäre des dauerinertisierten Raumes pro Zeiteinheit genau die Menge an Zuluft zuzuführen, die tatsächlich erforderlich ist, um den erforderlichen minimalen Luftwechsel zu garantieren. Insbesondere kann, da die zweite Volumenstromrate in vorteilhafter Weise an zeitlichen Variationen der erforderlichen minimalen Luftwechselrate und/oder der ersten Volumenstromrate gekoppelt ist, auch gegebenenfalls vorhandenen zeitlichen Schwankungen des minimal notwendigen Luftwechsels Sorge getragen werden. Dabei ist es denkbar, dass der Wert bzw. der zeitliche Mittelwert der zweiten Volumenstromrate in Abhängigkeit von der aktuellen für den dauerinertisierten Raum erforderlichen minimalen Luftwechselrate und/oder in Abhängigkeit von dem aktuellen Wert der ersten Volumenstromrate entsprechend eingestellt wird.
  • Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, bereits in der Planungsphase die bereitzustellende erste und/oder zweite Volumenstromrate, mit welcher das Inertgas bzw. die Frischluft der Raumluftatmosphäre zugeführt wird, in Abhängigkeit von der bekannten oder gegebenenfalls abzuschätzenden (bzw. zu berechnenden) und für den dauerinertisierten Raum minimal erforderlichen Luftwechselrate vorab festzulegen.
  • Andererseits kommt auch eine Lösung in Frage, bei welcher nur die zweite Volumenstromrate, mit welcher die Frischluft der Raumluftatmosphäre zugeführt wird, vorab, also in der Planungsphase, in Abhängigkeit von dem erwarteten Wert der ersten Volumenstromrate und der bekannten oder gegebenenfalls abzuschätzenden (bzw. zu berechnenden) und für den dauerinertisierten Raum minimal erforderlichen Luftwechselrate entsprechend festgelegt wird.
  • Hierbei sei darauf hingewiesen, dass unter dem in dieser Spezifikation verwendeten Begriff "Wert der Volumenstromrate" der (zeitliche) Mittelwert des pro Zeiteinheit bereitgestellten Volumenstromes zu verstehen ist.
  • Der minimale Luftwechsel, d.h. der Luftwechsel, der erforderlich ist, um toxische oder andersartig schädliche Gefahrenstoffe, Gase und/oder Aerosole (nachfolgend auch lediglich als "Gefahrenstoffe" bzw. "Schadstoffe" bezeichnet) in einem solchen Maße aus der Raumluftatmosphäre abzuführen, dass die Konzentration der Gefahrenstoffe in der Raumluftatmosphäre einen hinreichend niedrigen Wert annimmt, bei welchem aus medizinischer Sicht keinerlei Gefährdung von Lebewesen zu befürchten ist, hängt beispielsweise bei dauerinertisierten Räumen, die gelegentlich von Personen betreten werden, insbesondere von der Anzahl der Personen und/oder der Zeitdauer der Begehung des Raumes ab und ist insbesondere kein zeitlich konstanter Wert. Bei dauerinertisierten Räumen, in denen Waren gelagert sind, die im Laufe der Zeit Gefahrenstoff abgeben (ausdünsten), ist der erforderliche minimale Luftwechsel ferner auch von der Emissionsrate der Gefahrenstoffe abhängig.
  • Andererseits wird gemäß der erfindungsgemäßen Lösung der Wert bzw. der zeitliche Mittelwert der ersten Volumenstromrate, mit welcher das von der Inertgasquelle bereitgestellte Inertgas über das erste Zufuhrleitungssystem der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes zugeführt wird, derart eingestellt bzw. geregelt, dass die Sauerstoffkonzentration in dem dauerinertisierten Raum ein vorgebbares Niveau nicht überschreitet. Dieses vorgebbare Niveau kann (mit einem gewissen Regelbereich) beispielsweise dem im dauerinertisierten Raum bereits eingestellten und dort zu haltenden Inertisierungsniveau entsprechen.
  • Wesentlich ist allerdings, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durch das geregelte Zuführen von Inertgas mit der ersten Volumenstromrate und durch das geregelte Zuführen der Frischluft mit der zweiten Volumenstromrate insgesamt pro Zeiteinheit der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes eine Zuluftmenge zugeführt wird, die ausgelegt ist, dass einerseits das im dauerinertisierten Raum vorgegebene Inertisierungsniveau aufrechterhalten bleibt, und andererseits die erforderliche minimale Luftwechselrate eingehalten wird. Dadurch, dass die der Raumluftatmosphäre zugeführte Zuluft durch einen bestimmten Teil an Frischluft und einen Teil an Inertgas gebildet wird, kann auch bei dauerinertisierten Räumen in einer besonders kostengünstigen Weise dem erforderlichen Luftwechsel Sorge getragen werden.
  • In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass unter dem hierin verwendeten Begriff "Inertgas" insbesondere sauerstoffreduzierte Luft zu verstehen ist. Derartige sauerstoffreduzierte Luft kann beispielsweise eine mit Stickstoff angereicherte Luft sein.
  • Bei dauerinertisierten Räumen beispielsweise, die gelegentlich von Personen betreten werden, und in denen - mit Ausnahme des von den Personen ausgeatmeten Kohlendioxids bzw. mit Ausnahme der durch den Aufenthalt der Personen im Raum entstehenden Feuchtigkeit - in idealer Weise keinerlei andere toxische Gefahrenstoffe insbesondere durch Aus- oder Verdampfung von leichtflüchtigen Stoffen erzeugt werden, hängt somit die dem Raum pro Zeiteinheit zuzuführende Zuluft, d.h. die Zuluftrate, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren über den Wert bzw. den zeitlichen Mittelwert der zweiten Volumenstromrate und über den Wert bzw. den zeitlichen Mittelwert der ersten Volumenstromrate geregelt wird, einerseits vom Kohlendioxidgehalt bzw. Feuchtigkeitsgehalt und andererseits von der reduzierten Sauerstoffkonzentration der Raumluftatmosphäre ab.
  • Somit nimmt bei diesem (idealisierten) Beispiel die für den dauerinertisierten Raum erforderliche minimale Luftwechselrate den Wert "Null" an, wenn sich in dem dauerinertisierten Raum keine Personen befinden und demnach auch keine abzuführenden Bestandteile (Kohlendioxid, Feuchtigkeit) in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes erzeugt werden.
  • Nach der vorgeschlagenen Lösung wird dann der Wert der zweiten Volumenstromrate, mit welcher der Raumluftatmosphäre Frischluft zugeführt wird, auf Null gesetzt, während der Wert der ersten Volumenstromrate, mit welcher der Raumluftatmosphäre das Inertgas zugeführt wird, einen Wert annimmt, der hinreichend ist, um in der Raumluftatmosphäre das vorgegebene Inertisierungsniveau aufrechtzuerhalten.
  • Wenn allerdings der Raum von einer oder mehreren Personen betreten wird und demzufolge (nach einer gewissen Zeit) der Kohlendioxid- bzw. Feuchtigkeitsanteil in der Raumluftatmosphäre einen vorgebbaren kritischen Stellenwert überschreitet, ist ein minimaler Luftwechsel erforderlich, um den Kohlendioxid- bzw. Feuchtigkeitsanteil der Raumluftatmosphäre auf einem nicht-toxischen bzw. unschädlichen Wert zu halten bzw. auf einen nicht-toxischen bzw. unschädlichen Wert zu setzen. Gleichzeitig muss der Wert der ersten Volumenstromrate, mit welcher das Inertgas der Raumluftatmosphäre zugeführt wird, grundsätzlich einen Wert annehmen, der hinreichend ist, um das vorgegebene Inertisierungsniveau in der Raumluftatmosphäre aufrechtzuerhalten.
  • Da bei der Festlegung des Wertes der zweiten Volumenstromrate jedoch nicht nur der Anteil der aus der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes abzuführenden Gefahrenstoffe bzw. Schadstoffe, sondern auch der Wert der ersten Volumenstromrate, mit welcher der Raumluftatmosphäre das Inertgas zugeführt wird, dahingehend berücksichtigt werden, dass die Inertgaszufuhr einen gewissen Beitrag zum minimal erforderlichen Luftwechsel liefert, wird nach der erfindungsgemäßen Lösung der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes grundsätzlich nur noch so viel Frischluft zugeführt, wie es gerade erforderlich ist, um aus der Raumluftatmosphäre den Schadstoffanteil abzuführen, der nicht bereits durch das Zuführen des Inertgases beispielsweise über ein entsprechendes Abluft-Abführsystem abgeführt wurde.
  • So ist es beispielsweise denkbar, dass in einem Fall, wenn der minimal erforderliche Luftwechsel hinreichend klein ist, die der Raumluftatmosphäre pro Zeiteinheit zugeführte Inertgasmenge bereits für den erforderlichen Luftwechsel ausreicht, so dass keine Frischluft mehr zugeführt werden muss. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass in diesem Fall bereits durch das Zuführen des Inertgases mit der ersten Volumenstromrate dem minimal erforderlichen Luftwechsel hinreichend Sorge getragen wird.
  • Im Hinblick auf die Vorrichtung wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe mit den im Schutzanspruch 13 aufgeführten Merkmalen gelöst.
  • Bei der angegebenen Vorrichtung handelt es sich um eine anlagentechnische Umsetzung zur Durchführung des bereits diskutierten Verfahrens zum geregelten Zuführen von Zuluft in einen dauerinertisierten Raum. Es bedarf keiner näheren Ausführung, dass die zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannten Vorteile und Merkmale in analoger Weise auch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbar sind.
  • Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind hinsichtlich des Verfahrens in den Ansprüchen 2 bis 12 und hinsichtlich der Vorrichtung in den Ansprüchen 13 bis 25 angegeben.
  • Bei einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei vorgesehen, dass die Konzentration von Schadstoffen in der Raumluftatmosphäre an einer oder mehreren Stellen im dauerinertisierten Raum mit jeweils einem oder mit mehreren Sensoren, vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen gemessen wird. In einer besonders vorteilhaften Realisierung wird hierzu vorzugsweise eine aspirativ arbeitende Schadstoffmesseinrichtung mit zumindest einem und vorzugsweise mehreren parallel arbeitenden Schadstoffsensoren eingesetzt, wobei die kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen gemessene Schadstoffkonzentration als Messwert an zumindest eine Steuereinheit weitergeleitet wird.
  • Die zumindest eine Steuereinheit kann derart ausgelegt sein, den Wert der ersten Volumenstromrate, mit welcher das Inertgas in die Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes zugeführt wird, in Abhängigkeit von dem im dauerinertisierten Raum aufrechtzuerhaltenden Inertisierungsniveau zu regeln. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es aber auch denkbar, dass die Steuereinheit ausgelegt ist, den Wert der ersten Volumenstromrate, mit welcher das Inertgas zugeführt wird, abhängig von der für den dauerinertisierten Raum erforderlichen minimalen Luftwechselrate und/oder dem Wert der ersten Volumenstromrate, mit welcher das Inertgas zugeführt wird, zu regeln.
  • Dabei ist es denkbar, dass mit der Steuereinheit der Wert der zweiten Volumenstromrate in Abhängigkeit von der aktuellen für den dauerinertisierten Raum erforderlichen minimalen Luftwechselrate und/oder in Abhängigkeit von dem aktuellen Wert der ersten Volumenstromrate entsprechend geregelt wird.
  • Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, dass bereits in der Planungsphase insbesondere die bereitzustellende zweite Volumenstromrate, mit welcher die Frischluft der Raumluftatmosphäre zugeführt wird, in Abhängigkeit von der bekannten oder gegebenenfalls abzuschätzenden minimal erforderlichen Luftwechselrate des dauerinertisierten Raumes und/oder in Abhängigkeit von der Dichtigkeit der Raumhülle des Raumes bzw. dem zugehörigen n50-Wert vorab festlegt wird.
  • Der Vorteil von mehreren parallel arbeitenden Schadstoffsensoren zum Erfassen der Schadstoffkonzentration in Raumluftatmosphäre ist insbesondere in der Ausfallsicherheit der Schadstoffmesseinrichtung zu sehen. Dadurch, dass die Steuereinheit vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen mit der gemessenen Schadstoffkonzentration versorgt wird, ist es für die Steuereinheit möglich, in vorteilhafter Weise zeitgleich mit der Messung der Schadstoffkonzentration für den dauerinertisierten Raum den erforderlichen minimalen Luftwechsel zu ermitteln bzw. zu aktualisieren.
  • Da das erfindungsgemäße System somit die für den Raum einzuhaltende minimale Luftwechselrate kennt, ist es möglich, dass der Wert der zweiten Volumenstromrate, mit welcher die Frischluft der Raumluftatmosphäre zugeführt wird, vorzugsweise kontinuierlich an die minimal erforderliche Luftwechselrate des dauerinertisierten Raumes angepasst wird. Wie bereits zuvor dargelegt, setzt sich der Wert der Zuluftrate (d.h. die pro Zeiteinheit dem dauerinertisierten Raum zugeführte Menge an Zuluft) aus dem Wert der ersten Volumenstromrate und dem Wert der zweiten Volumenstromrate zusammen (d.h. aus der Menge des pro Zeiteinheit der Raumluftatmosphäre zugeführten Inertgases und der pro Zeiteinheit der Raumluftatmosphäre zugeführten Frischluft). Dabei ist die minimal erforderlich Zuluftrate die pro Zeiteinheit der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes zuzuführende Menge an Zuluft, welche gerade geeignet ist, um aus der Raumluftatmosphäre in einem Maß Schadstoffe etc. abzuführen, dass die Konzentration der Schadstoffe in der Raumluftatmosphäre gerade einen Wert annimmt, der im Hinblick auf Personen oder im dauerinertisierten Raum gelagerten Waren unbedenklich ist.
  • In einer besonders bevorzugten Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung ist ferner vorgesehen, dass im dauerinertisierten Raum die Konzentration von Sauerstoff in der Raumluftatmosphäre an einer oder mehreren Stellen vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen gemessen wird. Denkbar hierbei wäre es, vorzugsweise eine aspirativ arbeitende Sauerstoffmesseinrichtung mit zumindest einem und vorzugsweise mehreren parallel arbeitenden Sauerstoffsensoren vorzusehen, um kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen die Sauerstoffkonzentration in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes messen und die Messwerte an die Steuereinheit weiterleiten zu können.
  • Die Verwendung mehrerer parallel arbeitender Sauerstoffsensoren ist im Hinblick auf die Ausfallsicherheit der Sauerstoffmesseinrichtung bevorzugt. Dadurch, dass der Steuereinheit in Kenntnis der aktuellen Sauerstoffkonzentration in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes ist, kann diese den Wert der ersten Volumenstromrate, mit welcher das Inertgas der Raumluftatmosphäre zugeführt wird, auf einen Wert regeln, der geeignet ist, dass das im dauerinertisierten Raum vorgegebene Inertisierungsniveau (ggf. in einem gewissen Regelbereich) gehalten wird. Somit gewährleistet das erfindungsgemäße System einen hinreichenden Brandschutz und - wenn die dem vorgegebenen Inertisierungsniveau entsprechende Sauerstoffkonzentration in der Raumluftatmosphäre hinreichend niedrig ist - auch einen Explosionsschutz, obwohl im Hinblick auf die Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes ein geregelter Luftwechsel stattfindet.
  • Da erfindungsgemäß bei der dem Raum zuzuführenden Zuluftrate zum Gewährleisten des minimal erforderlichen Luftwechsels nicht nur der Wert der zweiten Volumenstromrate, mit welcher der Raumluftatmosphäre Frischluft zugeführt wird, sondern auch der Wert der ersten Volumenstromrate, mit welcher der Raumluftatmosphäre Inertgas zugeführt wird, berücksichtigt werden, wird pro Zeiteinheit der Raumluftatmosphäre grundsätzlich nur soviel Zuluft zugeführt, die tatsächlich erforderlich ist, um dem minimalen Luftwechsel Sorge zu tragen. Hierzu ist der Wert der zweiten Volumenstromrate in idealer Weise auf einen Wert festgelegt, der der Differenz zwischen einer minimal erforderlichen Zuluft-Volumenstromrate bzw. Zuluftrate zur Aufrechterhaltung der für den dauerinertisierten Raum erforderlichen minimalen Luftwechselrate und/oder dem Wert der ersten Volumenstromrate zur Aufrechterhaltung des vorgegebenen Inertisierungsniveaus entspricht. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, dass der Wert der zweiten Volumenstromrate absichtlich etwas größer gewählt wird, um im Hinblick auf den minimal erforderlichen Luftwechsel eine zusätzliche Sicherheit zu garantieren.
  • Die zuvor genannte minimal erforderliche Zuluft-Volumenstromrate bzw. Zuluftrate, welche mindestens erforderlich ist, um die für den dauerinertierten Raum erforderliche minimale Luftwechselrate aufrechtzuerhalten, kann bei der erfindungsgemäßen Lösung mittels der zumindest einen Steuereinheit in Abhängigkeit von den Messwerten der Konzentration von Schadstoffen in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes ermittelt werden. Hierzu wäre es denkbar, dass in der Steuereinheit eine entsprechende Nachschlagtabelle vorgesehen ist, mit der eine Beziehung zwischen der gemessenen Schadstoffkonzentration und der minimal erforderlichen Zuluft-Volumenstromrate gegeben ist. Um das System möglichst flexibel an sich gegebenenfalls verändernden Schadstoffkonzentrationen in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes anzupassen, ist dabei vorzugsweise vorgesehen, dass in der Steuereinheit die minimal erforderliche Zuluft-Volumenstromrate kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen ermittelt wird.
  • Andererseits ist es aber auch denkbar, dass die bereitzustellende zweite Volumenstromrate, mit welcher die Frischluft der Raumluftatmosphäre zugeführt wird, in Abhängigkeit von der bekannten oder gegebenenfalls abzuschätzenden minimal erforderlichen Luftwechselrate vorab, insbesondere in der Planungsphase der Vorrichtung, festgelegt wird, wobei bei dieser Festlegung vorzugsweise auch die Dichtigkeit der Raumhülle des dauerinertisierten Raumes bzw. der n50-Wert des Raumes berücksichtigt wird.
  • Insgesamt ist in bevorzugter Weise die Steuereinheit ausgelegt, die für den dauerinertisierten Raum erforderliche minimale Luftwechselrate mit steigender Konzentration von Schadstoffen in der Raumluftatmosphäre zu erhöhen und mit fallender Konzentration von Schadstoffen entsprechend abzusenken.
  • Andererseits sollte die Steuereinheit ausgelegt sein, in Abhängigkeit von der minimalen Luftwechselrate und in Abhängigkeit von dem Wert der ersten Volumenstromrate, vorzugsweise durch Ansteuern eines im zweiten Zufuhrleitungssystem vorgesehenen Ventils, den Wert der zweiten Volumenstromrate derart einzustellen, dass der Wert der zweiten Volumenstromrate größer als oder gleich wie die Differenz zwischen der minimal erforderlichen Zuluft-Volumenstromrate zur Aufrechterhaltung des für den dauerinertisierten Raum erforderlichen minimalen Luftwechsels und der ersten Volumenstromrate zur Aufrechterhaltung des vorgegebenen Inertisierungsniveaus in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes ist.
  • Selbstverständlich wäre es aber auch denkbar, dass die Steuereinheit ausgelegt ist, in Abhängigkeit von der minimalen Luftwechselrate und in Abhängigkeit von dem gegebenenfalls bereits in der Planungsphase der Vorrichtung festgelegten Wert der zweiten Volumenstromrate, vorzugsweise durch Ansteuern eines im ersten Zufuhrleitungssystem vorgesehenen Ventils, den Wert der ersten Volumenstromrate derart einzustellen, dass der Wert der ersten Volumenstromrate größer als oder gleich wie die Differenz zwischen der minimal erforderlichen Zuluft-Volumenstromrate zur Aufrechterhaltung des für den dauerinertisierten Raum erforderlichen minimalen Luftwechsels und der vorab festgelegten zweiten Volumenstromrate ist, wobei selbstverständlich hierbei nicht außer Acht gelassen werden darf, dass die erste Volumenstromrate grundsätzlich einen Wert annehmen sollte, der zur Aufrechterhaltung des in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes vorgegebenen Inertisierungsniveaus erforderlich ist.
  • Um die mit der Steuereinheit ermittelten Werte der ersten und zweiten Volumenstromrate zum Aufrechterhalten des im dauerinertisierten Raum eingestellten Inertisierungsniveaus bzw. zum Aufrechterhalten der erforderlichen minimalen Luftwechselrate zu erfassen, ist in einer bevorzugten Realisierung des erfindungsgemäßen Systems vorgesehen, dass an einer oder mehreren Stellen im ersten und zweiten Zufuhrleitungssystem jeweils zumindest ein Sensor vorgesehen ist, um die erste bzw. zweite Volumenstromrate vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen zu messen und die Messergebnisse der Steuereinheit zuzuführen.
  • Als Frischluftquelle kommt beispielsweise eine Anlage in Frage, mit welcher "normale" Außenluft angesaugt wird, so dass in diesem Fall die von der Frischluftquelle bereitgestellte Frischluft Außenluft ist.
  • In einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass diese ferner eine Abluft-Abführeinrichtung aufweist, welche ausgelegt ist, in geregelter Weise aus der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes Abluft abzuführen. Diese Abluft-Abführeinrichtung kann beispielsweise eine lüftungstechnische Anlage sein, die auf dem Prinzip der Überdruckbelüftung basiert, wobei durch Zuführen von Zuluft ein gewisser Überdruck im dauerinertisierten Raum erzeugt wird, so dass aufgrund der Druckdifferenz ein Teil der Raumluft durch ein entsprechendes Abluft-Rohrleitungssystem aus dem dauerinertisierten Raum abgeführt wird. Selbstverständlich wäre es aber auch denkbar, dass die Abluft-Abführeinrichtung Ventilatoren etc. aufweist, mit denen die abzuführende Raumluft aktiv angesaugt wird.
  • Bei der zuletzt genannten Ausführungsform, bei welcher die Vorrichtung zum geregelten Zuführen von Zuluft in den dauerinertisierten Raum ferner eine Abluft-Abführeinrichtung aufweist, ist besonders bevorzugt, dass diese zusätzlich eine Luftaufbereitungseinrichtung aufweist, um die mit der Abluft-Abführeinrichtung aus dem Raum abgeführten Abluft aufzubereiten und/oder zu filtern, und um anschließend der Inertgasquelle zumindest einen Teil der aufbereiteten bzw. gefilterten Abluft als bereitzustellendes Inertgas wieder zuzuführen. Dabei sollte die Luftaufbereitungseinrichtung derart ausgelegt sein, um die in der abgeführten Abluft gegebenenfalls vorhandenen toxischen bzw. schädlichen Gefahrenstoffe, Gase und Aerosole herauszufiltern, so dass die gefilterte Abluft direkt wieder als Inertgas geeignet ist.
  • Denkbar bei der zuletzt genannten Ausführungsform wäre es allerdings auch, dass die Luftaufbereitungseinrichtung ein Molekülseparationssystem, insbesondere ein Hohlfaser-Membransystem, ein Molekularsiebsystem und/oder ein Aktivkohle-Adsorptionssystem aufweist, so dass die aus dem Raum abgeführte Abluft in molekularer Weise gefiltert werden kann.
  • In einem Fall, bei welchem als Inertgasquelle ein Inertgasgenerator mit einem Membransystem und/oder einem Aktivkohle-Adsorptionssystem verwendet und dem Inertgasgenerator ein komprimiertes Luftgemisch zugeführt wird, wobei der Inertgasgenerator ein mit Stickstoff angereichertes Luftgemisch abgibt, wäre es ferner denkbar, dass das dem Inertgasgenerator zugeführte Luftgemisch zumindest teilweise die gefilterte Abluft aufweist.
  • Im Hinblick auf die Abluft-Abführeinrichtung ist in einer besonders bevorzugten Realisierung vorgesehen, dass diese zumindest eine ansteuerbare Abluftklappe, insbesondere eine mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Abluftklappe aufweist, die derart ansteuerbar ist, dass in geregelter Weise die Abluft aus dem dauerinertisierten Raum abgeführt werden kann. Denkbar wäre dabei, die Abluftklappe als Brandschutzklappe auszubilden.
  • Im Einzelnen ist bei der zuvor genannten bevorzugten Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche die Abluft-Abführeinrichtung und die Luftaufbereitungseinrichtung aufweist, bevorzugt vorgesehen, dass der Sauerstoffanteil in dem als Inertgas der Inertgasquelle zugeführten Anteil der gefilterten Abluft höchstens 5 Vol.-% beträgt, um eine besonders wirtschaftlich arbeitende Vorrichtung bereitzustellen.
  • Im Hinblick auf das im dauerinertisierten Raum vorgebbare Niveau ist im einzelnen vorgesehen, dass dieses unterhalb des Sauerstoffanteils der Außenluft und oberhalb des im dauerinertisierten Raum zu haltenden vorgegebenen Inertisierungsniveaus liegt.
  • Schließlich ist aus wirtschaftlicher Sicht besonders bevorzugt, dass bei den vorstehend genannten Weiterentwicklungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welchen eine Inertgasquelle sowie eine Frischluftquelle vorgesehen ist, der Sauerstoffanteil in dem von der Inertgasquelle bereitgestellten Inertgas 2 bis 5 Vol.-% beträgt, und dass der Sauerstoffanteil in der von der Frischluftquelle bereitgestellten Frischluft in etwa 21 Vol.-% beträgt. Selbstverständlich kommen hier aber auch andere Werte in Frage.
  • Im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren ist in einer bevorzugten Weiterentwicklung vorgesehen, dass dieses ferner den Verfahrensschritt des Erzeugens von Inertgas aufweist. Somit ist es möglich, dass vor Ort das Inertgas, welches gegebenenfalls der dem dauerinertisierten Raum zuzuführenden Zuluft beizumischen ist, mit entsprechenden Anlagen erzeugt werden kann.
  • Ferner ist bevorzugt, dass das Verfahren den weiteren Verfahrensschritt des geregelten Abführens von Abluft aus dem dauerinertisierten Raum mit einer entsprechenden Abluft-Abführeinrichtung, sowie den weiteren Verfahrensschritt des Filterns der mit der Abluft-Abführeinrichtung aus dem Raum abgeführten Abluft aufweist, wobei zumindest ein Teil der gefilterten Abluft als Inertgas bereitgestellt wird.
  • Schließlich wäre es ferner denkbar, dass der Sauerstoffanteil in der Raumluft des dauerinertisierten Raumes vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten oder zu Ereignissen gemessen wird, wobei der Verfahrensschritt des Regelns der von der Inertgasquelle bereitgestellten Inertgas-Volumenstromrate bzw. der Verfahrensschritt des Regelns der von der Frischluftquelle bereitgestellten Frischluft-Volumenstromrate in Abhängigkeit von dem gemessenen Sauerstoffanteil erfolgt.
  • Im nachfolgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum geregelten Zuführen von Zuluft in einen dauerinertisierten Raum;
    Fig. 2
    eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum geregelten Zuführen von Zuluft;
    Fig. 3:
    eine dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum geregelten Zuführen von Zuluft; und
    Fig. 4a, b
    jeweils eine zeitliche Auftragung der Ansteuerung der Ventile zum geregelten Zuführen von Inertgas und Zuluft bei einer Realisierung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung.
  • In Fig. 1 ist in einer schematischen Ansicht eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum geregelten Zuführen von Zuluft in einen dauerinertisierten Raum 10 gezeigt. Wie dargestellt, kommt der Vorrichtung 1 zum geregelten Zuführen von Zuluft in den dauerinertisierten Raum 10 die Funktion einer Zuluft-Regeleinrichtung zu, die im wesentlichen eine Steuereinheit 2, eine Frischluftquelle 5 zum Bereitstellen von Frischluft (in diesem Fall Außenluft) und eine Inertgasquelle 3 zum Bereitstellen eines Inertgases, wie etwa mit Stickstoff angereicherte Luft, aufweist.
  • Des weiteren gehören zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 ein erstes Zufuhrleitungssystem 11 und ein zweites Zufuhrleitungssystem 12 zum geregelten Zuführen des bereitgestellten Inertgases bzw. der bereitgestellten Frischluft in die Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes 10. Beide Zufuhrleitungssysteme 11, 12 verbinden jeweils die Inertgasquelle 3 und die Frischluftquelle 5 mit einem im dauerinertisierten Raum 10 vorgesehenen Austrittsdüsensystem 13.
  • Bei sämtlichen hier beschriebenen Ausführungsformen ist das Austrittsdüsensystem 13 als ein für die Inertgas- und Frischluftzufuhr gemeinsam genutztes Düsensystem ausgebildet; selbstverständlich wäre es aber auch denkbar, hierfür separate Düsensysteme vorzusehen.
  • In dem ersten und zweiten Zufuhrleitungssystem 11 und 12 sind jeweils ein von der Steuereinheit 2 ansteuerbares Ventil V11 und V12 vorgesehen. Im einzelnen ist das in dem ersten Zufuhrleitungssystem 11 vorgesehene Ventil V11 so ausgebildet, dass es von der Steuereinheit 2 entsprechend ansteuerbar ist, um das mit der Inertgasquelle 3 bereitgestellte Inertgas in geregelter Weise mit einer ersten Volumenstromrate VN2 der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes 10 zuzuführen. Andererseits ist das in dem zweiten Zufuhrleitungssystem 12 vorgesehene Ventil V12 dahingehend ausgebildet, dass es von der Steuereinheit 2 entsprechend ansteuerbar ist, um die mit der Frischluftquelle 5 bereitgestellte Frischluft (hier Außenluft) in geregelter Weise mit einer zweiten Volumenstromrate VL der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes 10 zuzuführen.
  • In einer bevorzugten Realisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Hinblick auf die Ventile V11 und V12 vorgesehen, dass diese als Absperrventile ausgeführt sind, die zwischen einem geöffneten einem geschlossen Zustand geschaltet werden können. In Fig. 4a und Fig. 4b sind jeweils in einer zeitlichen Auftragung dargestellt, wie bei dieser Realisierung das Ventil V11 bzw. das Ventil V12 durch Ansteuerung von der Steuereinheit 2 geöffnet bzw. geschlossen werden. Hieran ist zu erkennen, dass die Frischluft und das Inertgas in einer gepulsten Weise von der Inertgasquelle 3 bzw. der Frischluftquelle 5 abgegeben werden. Insbesondere ist zu erkennen, dass es sich bei dem Wert der ersten Volumenstromrate VN2, mit welcher der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes 10 das Inertgas zugeführt wird, bzw. dem Wert der zweiten Volumenstromrate VL, mit welcher der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes 10 die Frischluft zugeführt wird, jeweils um zeitliche Mittelwerte handelt.
  • Die Ansteuerung des im ersten Zufuhrleitungssystem 11 vorgesehenen Ventils V11 erfolgt insbesondere im Hinblick auf die Sauerstoffkonzentration (oder im Hinblick auf die Inertgaskonzentration) in der Atmosphäre des dauerinertisierten Raumes 10. Hierzu wird das Ventil V11 derart eingestellt, das die dem Raum 10 zugeführte erste Volumenstromrate VN2 einen Wert annimmt, der vorzugsweise gerade ausreicht, um das in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raum 10 eingestellte, vorgegebene Inertisierungsniveau (gegebenenfalls mit einem bestimmten Regelbereich) aufrechtzuerhalten.
  • Um zu erreichen, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 die erste Volumenstromrate VN2 so eingestellt werden kann, dass das im dauerinertisierten Raum 10 eingestellte Inertisierungsniveau möglichst genau gehalten werden kann bzw. dass im Raum 10 möglichst genau ein vorgegebenes Inertisierungsniveau eingestellt werden kann, weist die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 des weiteren eine Sauerstoffmesseinrichtung 7' mit zumindest einem und vorzugsweise mehreren parallel arbeitenden Sauerstoffsensoren 7 auf, um kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen die Sauerstoffkonzentration in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes 10 zu messen, und um die Messwerte an die Steuereinheit 2 weiterzuleiten. Obwohl in Fig. 1 nicht explizit gezeigt, ist die Sauerstoffmesseinrichtung 7' besonders bevorzugt ein aspirativ arbeitendes System.
  • Andererseits erfolgt die Ansteuerung des im zweiten Zufuhrleitungssystem 12 vorgesehenen Ventils V12 in Abhängigkeit von der für den dauerinertisierten Raum 10 erforderlichen minimalen Zuluftrate, d.h. von der Zuluftrate, die gerade erforderlich ist, um für den Raum 10 den erforderlichen minimalen Luftwechsel zu gewährleisten. Wie bereits zuvor dargelegt, setzt sich die minimale Zuluftrate, also die pro Zeiteinheit dem dauerinertisierten Raum 10 zuzuführende Menge an Zuluft, aus der ersten Volumenstromrate VN2 und der zweiten Volumenstromrate VL zusammen (d.h. aus der pro Zeiteinheit der Raumluftatmosphäre zugeführten Inertgas- und Frischluftmenge). Insbesondere ist die minimal erforderliche Zuluftrate die Zuluftrate, welche gerade geeignet ist, um aus der Raumluftatmosphäre Schadstoffe etc. in einem Maß abzuführen, dass die Konzentration der Schadstoffe in der Raumluftatmosphäre einen Wert annimmt, der im Hinblick auf Personen oder im dauerinertisierten Raum 10 gelagerten Waren unbedenklich ist.
  • Da erfindungsgemäß für den Wert der dem Raum 10 zuzuführenden Zuluftrate zum Gewährleisten des minimal erforderlichen Luftwechsels sowohl die zweite Volumenstromrate VL, mit welcher der Raumluftatmosphäre Frischluft bzw. Außenluft zugeführt wird, als auch die erste Volumenstromrate VN2, mit welcher der Raumluftatmosphäre Inertgas zugeführt wird, berücksichtigt wird, ist bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen, dass das im zweiten Zufuhrleitungssystem 12 vorgesehene Ventil V12 von der Steuereinheit 2 derart angesteuert wird, dass die zweite Volumenstromrate VL einen Wert bzw. zeitlichen Mittelwert annimmt, der es gestattet, dass grundsätzlich nur soviel Zuluft dem Raum 10 zugeführt wird, die tatsächlich erforderlich ist, um den minimalen Luftwechsel zu garantieren. Hierzu nimmt die zweite Volumenstromrate VL in idealer Weise durch eine entsprechende Ansteuerung des Ventils V12 einen Wert an, der der Differenz zwischen der minimal erforderlichen Zuluft-Volumenstromrate bzw. Zuluftrate zur Aufrechterhaltung der für den dauerinertisierten Raum 10 erforderlichen minimalen Luftwechselrate und der ersten Volumenstromrate VN2 zur Aufrechterhaltung des vorgegebenen Inertisierungsniveaus entspricht. Um allerdings im Hinblick auf den minimal erforderlichen Luftwechsel eine zusätzliche Sicherheit zu garantieren, ist es aber auch denkbar, dass die zweite Volumenstromrate VL absichtlich etwas größer gewählt wird.
  • Somit werden die Ventile V11 und V12 derart angesteuert, dass für die erste Volumenstromrate VN2 und die zweite Volumenstromrate VL im Hinblick auf die minimal erforderliche Zuluft-Volumenstromrate bzw. Zuluftrate VF die nachfolgend angegebene Beziehung gilt: V N ⁢ 2 + V L ≥ V F
    Figure imgb0001
  • Die minimal erforderliche Zuluft-Volumenstromrate VF kann bestimmt werden, indem beispielsweise mit einer Schadstoffmesseinrichtung 6', welche zumindest einen und vorzugsweise mehrere parallel arbeitende Schadstoffsensoren 6 aufweist, kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen die Schadstoffkonzentration in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raums 10 gemessen und die Messwerte an die Steuereinheit 2 weitergeleitet werden. Wie auch die Sauerstoffmesseinrichtung 7' ist es dabei bevorzugt, dass die Schadstoffmesseinrichtung 6' als ein aspirativ arbeitendes System ausgelegt ist.
  • Denkbar hierbei wäre es, dass anschließend in der Steuereinheit 2 in Abhängigkeit von der gemessenen Schadstoffkonzentration die minimal erforderliche Zuluft-Volumenstromrate VF entsprechend einer in der Steuereinheit 2 abgelegten Tabelle vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen ermittelt wird. In dieser Tabelle sollte eine Beziehung zwischen der gemessenen Schadstoffkonzentration und der minimal erforderlichen Zuluft-Volumenstromrate VF vorgegeben sein. Diese Beziehung kann (muss aber nicht) an die Eigenschaften des betreffenden Raumes 10 angepasst sein, so dass beispielsweise das Raumvolumen, die Verwendung des Raumes und andere Parameter berücksichtigt werden können.
  • Selbstverständlich wäre es aber auch denkbar, dass über ein in die Steuereinheit 2 eingegebenes Zuluft-Einstellsignal eine einzuhaltende minimale Luftwechselrate vorgegeben wird, wobei dieser vorgegebene Wert zur Berechnung der zweiten Volumenstromrate heranzuziehen ist.
  • Schließlich ist es ferner denkbar, dass die Steuereinheit 2 ausgelegt ist, in Abhängigkeit von der minimalen Luftwechselrate bzw. der minimal erforderlichen Zuluft-Volumenstromrate VF und in Abhängigkeit von dem gegebenenfalls bereits in der Planungsphase der Vorrichtung festgelegten Wert der zweiten Volumenstromrate VL, vorzugsweise durch Ansteuern des im ersten Zufuhrleitungssystem 11 vorgesehenen Ventils V11, den Wert bzw. den zeitlichen Mittelwert der ersten Volumenstromrate VN2 derart einzustellen, dass der Wert bzw. der zeitliche Mittelwert der ersten Volumenstromrate VN2 größer als oder gleich wie die Differenz zwischen der minimal erforderlichen Zuluft-Volumenstromrate VF zur Aufrechterhaltung des für den dauerinertisierten Raum erforderlichen minimalen Luftwechsels und der vorab festgelegten zweiten Volumenstromrate VL ist, wobei selbstverständlich hierbei nicht außer Acht gelassen werden darf, dass die erste Volumenstromrate VN2 grundsätzlich einen Wert bzw. einen zeitlichen Mittelwert annehmen sollte, der zur Aufrechterhaltung des in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes vorgegebenen Inertisierungsniveaus erforderlich ist.
  • Grundsätzlich jedoch hängt der Wert der zweiten Volumenstromrate VL von dem Wert der ersten Volumenstromrate VN2 ab. Demnach ist es bevorzugt, dass insbesondere kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen mit Hilfe eines geeigneten Volumenstromsensors S11 an einer oder mehreren Stellen im ersten Zufuhrleitungssystem 11 die erste Volumenstromrate VN2 gemessen und die Messergebnisse der Steuereinheit 2 zugeführt werden. Selbstverständlich wäre es aber auch denkbar, die erste Volumenstromrate VN2 in Abhängigkeit von dem Steuersignal zu bestimmen, welches mit der Steuereinheit 2 an den im ersten Zufuhrleitungssystem 11 vorgesehenen Volumenstromregler V11 angelegt wird.
  • Andererseits ist es bevorzugt, dass ferner zumindest einen Sensor S12 jeweils an einer oder mehreren Stellen im zweiten Zufuhrleitungssystem 12 vorgesehen ist, um den Wert der zweiten Volumenstromrate VL zu messen, vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen, und um die Messergebnisse der Steuereinheit 2 zuzuführen.
  • Wie bereits angedeutet, ist es grundsätzlich denkbar, dass anstelle der mit der Schadstoffmesseinrichtung 6' bereitgestellten Messwerte ein entsprechendes Zuluft-Einstellsignal in die Steuereinheit 2 eingegeben wird, wobei dieses Zuluft-Einstellsignal die für den dauerinertisierten Raum 10 einzuhaltende minimale Luftwechselrate festlegt. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es ferner denkbar, dass das Zuluft-Einstellsignal Informationen dahingehend aufweist, welchen Wert die erste Volumenstromrate VN2 aufweisen muss, damit das im dauerinertisierten Raum 10 eingestellte Inertisierungsniveau (gegebenenfalls mit einem gewissen Regelbereich) durch kontinuierliches Nachführen von Inertgas aufrechterhalten werden kann. In diesem Fall würde die Sauerstoffmesseinrichtung 7' nicht erforderlich sein.
  • Die Frischluftquelle 5 ist in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ein mit der Steuereinheit 2 angesteuerter bzw. ansteuerbarer Kompressor, der ausgelegt ist, "normale" Außenluft anzusaugen, und der in Abhängigkeit von der Ansteuerung über die Steuereinheit 2 dem zweiten Zufuhrleitungssystem 12 Frischluft mit einer entsprechenden Frischluft-Volumenstromrate VL bereitstellt.
  • Die Inertgasquelle 3 ist in Fig. 1 als ein Inertgas-Generatorsystem ausgeführt, welches sich aus einem mit der Steuereinheit 2 angesteuerten bzw. ansteuerbaren Kompressor 3a" und einem Molekülseparationssystem 3a' zusammensetzt, insbesondere einem Membransystem oder Aktivkohle-Adsorptionssystem. Mit dem Kompressor 3a" wird gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform "normale" Außenluft komprimiert und anschlie-ßend dem Molekülseparationssystem 3a' zugeführt. Indem die Volumenstromrate der vom Kompressor 3a" an das Molekülseparationssystem 3a' abgegebenen, komprimierten Luft mit der Steuereinheit 2 entsprechend geregelt wird, ist es möglich, die dem ersten Zufuhrleitungssystem 11 letztendlich von der Inertgasquelle 3 bereitgestellte Inertgas-Volumenstromrate VN2 entsprechend einzustellen. Selbstverständlich kann dies allerdings auch durch eine entsprechende Ansteuerung des im ersten Zufuhrleitungssystem 11 vorgesehenen Volumenstromreglers V11 erfolgen.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem Inertgas-Generatorsystem 3a', 3a" wäre es aber auch denkbar, dass die Inertgasquelle 3 ein Inertgasreservoir 3b aufweist, wie es in Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Dieses Inertgasreservoir 3b kann beispielsweise in Gestalt einer Gasflaschenbatterie ausgeführt sein. Die von dem Inertgasreservoir 3b dem ersten Zufuhrleitungssystem 11 bereitgestellte Inertgas-Volumenstromrate VN2 sollte dabei über das von der Steuereinheit 2 entsprechend ansteuerbare Regelventil V11 einstellbar sein.
  • Erfindungsgemäß wird der Wert bzw. der zeitliche Mittelwert der dem dauerinertisierten Raum 10 pro Zeiteinheit zugeführten Menge an Zuluft so eingestellt, dass einerseits die in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes 10 vorhandenen Schadstoffe in hinreichender Weise abgeführt werden können, und dass andererseits das im dauerinertisierten Raum 10 eingestellte Inertisierungsniveau gehalten werden kann. Insbesondere wird nach der erfindungsgemäßen Lösung bei der Feststellung des Wertes bzw. des zeitlichen Mittelwertes der zweiten Volumenstromrate VL jedoch nicht nur der Anteil der aus der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes 10 abzuführenden Schadstoffe, sondern auch der Wert bzw. der zeitliche Mittelwert der ersten Volumenstromrate VN2, mit welcher der Raumluftatmosphäre das Inertgas zugeführt wird, dahingehend berücksichtigt, dass die erste Volumenstromrate VN2 einen gewissen Beitrag zum minimal erforderlichen Luftwechsel liefert, so dass der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes 10 grundsätzlich nur soviel Frischluft zugeführt wird, wie es gerade erforderlich ist, um aus der Raumluftatmosphäre den Schadstoffanteil abzuführen, der nicht bereits durch das Zuführen des Inertgases über ein entsprechendes Abluft-Abführsystem 4 abgeführt wurde.
  • In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist in diesem Zusammenhang ferner im dauerinertisierten Raum 10 eine Abluft-Abführeinrichtung 4 in Gestalt einer Abluftklappe vorgesehen, über welche Abluft aus dem dauerinertisierten Raum 10 abgeführt wird. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Abluft-Abführeinrichtung 4 um ein passiv arbeitendes System, welches nach dem Überdruckprinzip funktioniert. Hierzu ist die Abluftklappe der Abluft-Abführeinrichtung 4 als Rückschlag-Ventilklappe ausgeführt.
  • Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass es mit der erfindungsgemäßen Lösung möglich ist, dass der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes 10 grundsätzlich nur soviel Frischluft bzw. Außenluft zugeführt wird, wie es gerade erforderlich ist, um dem erforderlichen minimalen Luftwechsel Sorge zu tragen. Wenn zum Beispiel für den dauerinertisierten Raum 10 als minimal erforderlicher Luftwechsel ein Frischlufteintrag von 1000 m3/Tag gefordert wird, dann wäre es gemäß der Erfindung denkbar, in den Raum 10 pro Tag beispielsweise 700 m3 Außenluft und 300 m3 mit Stickstoff angereicherte Luft bzw. sauerstoffreduzierte Luft einzuleiten. Als sauerstoffreduzierte Luft wird beispielsweise Luft mit einem Stickstoffanteil von 90 bis 95 Vol.-% verwendet. Der Anteil der sauerstoffreduzierten Luft wird anhand der Restsauerstoffkonzentration der sauerstoffreduzierten Luft, des im Raum einzustellenden Grundinertisierungsniveaus, des Raumvolumens und der Dichtigkeit des Raumes berechnet.
  • In Fig. 2 ist eine bevorzugte Weiterentwicklung der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt. Die in Fig. 2 gezeigt zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 darin, dass die mit der Abluft-Abführeinrichtung 4 aus dem dauerinertisierten Raum 10 abgeführte Abluft nicht vollständig an die Außenatmosphäre abgegeben wird, sondern zumindest teilweise durch ein Filtersystem 15 geleitet und anschließend dem ersten Zufuhrleitungssystem 11 über das im ersten Zufuhrleitungssystem 11 vorgesehene ansteuerbare Ventil V11 erneut zugeführt wird.
  • Bei dieser "Inertgas-Rückkopplung" wird somit ein Teil der Abluft, welche beim geregelten Luftwechsel mit dem Abluft-Abführsystem 4 aus dem dauerinertisierten Raum 10 abgeführt wird, in dem Filtersystem 15 entsprechend gereinigt und anschließend erneut dem dauerinertisierten Raum 10 als Inertgas zugeführt.
  • Bei der mit dem Filtersystem 15 bewirkten Abluftreinigung sind die aus dem dauerinertisierten Raum 10 abzuführenden und in der Abluft enthaltenen toxischen bzw. schädlichen Gefahrenstoffe von der Abluft zu trennen, so dass die derart gereinigte Abluft anschließend in idealer Weise direkt wieder dem Raum 10 zugeführt werden kann. Da diese gereinigte Abluft einen Sauerstoffanteil aufweist, der identisch mit dem Sauerstoffanteil in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes 10 ist, muss in einem Fall, wenn die Inertgas-Rückkopplung verlustfrei arbeitet und somit als eine insgesamt geschlossene Rückkopplungsschleife anzusehen ist, und wenn der dauerinertisierte Raum 10 eine vollkommen gasdichte Raumhülle aufweist, von der Inertgasquelle 3 kein zusätzliches Inertgas und von der Frischluftquelle 5 keine zusätzliche Frischluft zu der gereinigten Abluft beigemischt werden, um einerseits dem erforderlichen minimalen Luftwechsel Sorge zu tragen und andererseits das im dauerinertisierten Raum 10 eingestellte Inertisierungsniveau zu halten.
  • Jedoch kann in der Praxis oftmals nicht von einer verlustfrei arbeitenden Inertgas-Rückkopplungsschleife bzw. von einer vollkommen gasdichten Raumhülle ausgegangen werden, so dass auch bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, eine Frischluftquelle 5 sowie eine Inertgasquelle 3 vorgesehen sind, die jeweils von der Steuereinheit 2 ansteuerbar sind, und deren zugehörige Gas-Volumenstromraten VN2, VL jeweils entweder durch eine mit der Steuereinheit 2 bewirkten direkten Ansteuerung, oder durch eine mit der Steuereinheit 2 bewirkten Ansteuerung der entsprechenden Ventile V11 und V12 eingestellt werden.
  • Wie in Fig. 2 gezeigt, ist in der Inertgas-Rückkopplungsschleife ein mit der Steuereinheit 2 ansteuerbares Drei-Wege-Ventil V4 vorgesehen, über welches derjenige Anteil der aus dem dauerinertisierten Raum 10 abgeführten Abluft eingestellt wird, welcher dem Filtersystem 15 der Inertgas-Rückkopplungsschleife zugeführt werden soll, und welcher letztendlich als gereinigte Zuluft wieder in den Raum 10 eingeleitet wird.
  • Wie bereits angedeutet, muss das in der Inertgas-Rückkopplungsschleife vorgesehene Filtersystem 15 ausgelegt sein, die toxischen bzw. schädlichen Gefahrenstoffe, die in dem in die Inertgas-Rückkopplungsschleife eingespeisten Anteil der Abluft enthalten sind, von der Abluft zu trennen. Hierfür eignet sich insbesondere eine Luftaufbereitungseinrichtung 15, die ein Molekülseparationssystem 15', insbesondere ein Hohlfaser-Membransystem und/oder ein Aktivkohle-Adsorptionssystem aufweist. In diesem Fall ist die Luftaufbereitungseinrichtung 15 ferner mit einem Kompressor 15" ausgerüstet, welcher den in die Inertgas-Rückkopplungsschleife eingespeisten Anteil der Abluft komprimiert und anschließend dem Molekülseparationssystem 15' zuführt.
  • In dem Molekülseparationssystem 15' wird die komprimierte Abluft in molekularer Hinsicht aufgespalten, so dass die toxischen bzw. schädlichen Bestandteile (Schadstoffe) der aus dem dauerinertisierten Raum 10 abgeführten Abluft von der Abluft getrennt und über einen ersten Ausgang nach außen abgeführt werden. Andererseits ist gemäß Fig. 2 ein zweiter Ausgang des Molekülseparationssystems 15' über das Ventil V11 mit dem ersten Zufuhrleitungssystem 11 verbindbar, so dass die gereinigte Abluft zumindest teilweise dem ersten Zufuhrleitungssystem 11 als Inertgas zugeführt werden kann.
  • Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass bei der Weiterentwicklung gemäß Fig. 2 mit der Inertgas-Rückkopplung und der Luftaufbereitungseinrichtung 15 ein Inertgas-Tauscher bereitgestellt wird. Um die rückgekoppelte Inertgasrate regeln zu können ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Steuereinheit 2 das Stellventil V4 am Eingang des Generators 15" und/oder den Generator 15" selber ansteuern kann.
  • In Fig. 3 ist eine bevorzugte Weiterentwicklung der zweiten Ausführungsform gezeigt. Hierbei ist vorgesehen, dass - wie auch bei der ersten und zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 1 und Fig. 2 - als Inertgasquelle ein Inertgasgenerator 3a mit einem Molekülseparationssystem 3a' vorgesehen ist, insbesondere mit einem Hohlfaser-Membransystem oder einem Aktivkohle-Adsorptionssystem, wobei dem Inertgasgenerator 3a ein komprimiertes Luftgemisch zugeführt wird und der Inertgasgenerator 3a ein mit Stickstoff angereichertes Luftgemisch abgibt, und wobei das vom Inertgasgenerator 3a abgegebene und mit Stickstoff angereicherte Luftgemisch in geregelter Weise dem ersten Zufuhrleitungssystem 11 bzw. dem dauerinertisierten Raum 10 als Inertgas zugeführt wird.
  • Ferner ist bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform eine Abluft-Abführeinrichtung 4 vorgesehen, welche ausgelegt ist, in geregelter Weise, vorzugsweise auf dem Überdruckprinzip basierend, Abluft aus dem dauerinertisierten Raum 10 abzuführen und die abgeführte Abluft zumindest teilweise durch eine Luftaufbereitungseinrichtung 15 laufen zu lassen, um diesen Teil der mit der Abluft-Abführeinrichtung 4 aus dem Raum 10 abgeführten Abluft zu filtern. Zumindest ein Teil der gefilterten Abluft wird anschließend dem Kompressor 3a" der Inertgasquelle 3 zugeführt.
  • Im Unterschied zur zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 2 muss bei der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 3 die in der Inertgas- bzw. Abluft-Rückkopplungsschleife vorgesehene Luftaufbereitungseinrichtung 15 nicht mit einem in Fig. 2 mit der Bezugsziffer 15" bezeichneten Kompressor und mit einem in Fig. 2 mit der Bezugsziffer 15' bezeichneten Molekülseparationssystem ausgerüstet sein, um über einen geeigneten Gas-Separationsvorgang die in dem Anteil der aus dem dauerinertisierten Raum 10 abgeführten und in die Inertgas- bzw. Abluftrückkopplungsschleife eingespeisten Abluft enthaltenen toxischen bzw. schädlichen Schadstoffe von der Abluft zu trennen.
  • Diese Aufbereitung der Abluft erfolgt bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform nämlich mit der als Inertgasgenerator 3a', 3a" ausgebildeten Inertgasquelle 3, in deren Eingang die Abluft eingespeist wird. Da allerdings die in den Inertgasgenerator 3a', 3a" eingespeiste Abluft bereits einen Sauerstoffanteil aufweist, der im wesentlichen identisch mit dem Sauerstoffanteil der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes 10 ist, kommt dem Molekülseparationssystem 3a' der Inertgasquelle 3 in erster Linie die Aufgabe der Separation der in der Abluft gegebenenfalls noch vorhandenen (insbesondere gasförmigen) Bestandteile der toxischen bzw. schädlichen Schadstoffe zu, sofern diese nicht bereits in der Luftaufbereitungseinrichtung 15 aus der Abluft entfernt wurden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Ausführung der Erfindung nicht auf die in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern auch in einer Vielzahl von Varianten möglich ist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung zum geregelten Zuführen von Zuluft
    2
    Steuereinheit
    3
    Inertgasquelle
    3a'
    Molekülseparationssystem der Inertgasquelle
    3a"
    Kompressor der Inertgasquelle
    3b
    Inertgasreservoir
    4
    Abluft-Abführsystem
    5
    Frischluftquelle
    6
    Schadstoffsensor
    6'
    Schadstoffmesseinrichtung
    7
    Sauerstoffsensor
    7'
    Sauerstoffmesseinrichtung
    10
    dauerinertisierter Raum
    11
    erstes Zufuhrleitungssystem
    12
    zweites Zufuhrleitungssystem
    13
    Zuluft-Auslassdüsensystem
    V4
    ansteuerbares Ventil in Abluft-Rückkopplung
    V11
    ansteuerbares Ventil im ersten Zufuhrleitungssystem
    V12
    ansteuerbares Ventil im zweiten Zufuhrleitungssystem
    S11
    Volumenstromsensor im ersten Zufuhrleitungssystem
    S12
    Volumenstromsensoren im zweiten Zufuhrleitungssystem
    VF
    Zuluft-Volumenstromrate
    VL
    Frischluft-Volumenstromrate
    VN2
    Inertgas-Volumenstromrate

Claims (25)

  1. Verfahren zum geregelten Zuführen von Zuluft in einen dauerinertisierten Raum (10), in welchem ein vorgegebenes Inertisierungsniveau eingestellt ist und in einem gewissen Regelbereich gehalten wird, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
    a) Bereitstellen eines Inertgases mit einer Inertgasquelle (3), insbesondere einem Inertgasgenerator (3a) und/oder einem Inertgasreservoir (3b);
    b) geregeltes Zuführen des bereitgestellten Inertgases über ein erstes Zufuhrleitungssystem (11) in die Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes (10) mit einer ersten Volumenstromrate (VN2), welche geeignet ist, um das vorgegebene Inertisierungsniveau aufrecht zu erhalten, und um aus der Raumluftatmosphäre Schadstoffe, insbesondere toxische oder andersartige Gefahrenstoffe, biologische Arbeitsstoffe und/oder Feuchtigkeit abzuführen;
    c) Bereitstellen von Frischluft, insbesondere Außenluft, mit einer Frischluftquelle (5); und
    d) geregeltes Zuführen der bereitgestellten Frischluft über ein zweites Zufuhrleitungssystem (12) in die Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes (10) mit einer zweiten Volumenstromrate (VL),
    wobei der Wert der zweiten Volumenstromrate (VL), mit welcher die Frischluft der Raumluftatmosphäre zugeführt wird, sowohl von einer für den dauerinertisierten Raum (10) erforderlichen minimalen Luftwechselrate, als auch von dem Wert der ersten Volumenstromrate (VN2), mit welcher das Inertgas zugeführt wird, abhängig ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zweite Volumenstromrate (VL) größer als oder gleich wie die Differenz zwischen einer minimal erforderlichen Zuluft-Volumenstromrate (VF) zur Aufrechterhaltung der für den dauerinertisierten Raum (10) erforderlichen minimalen Luftwechselrate und dem Wert der ersten Volumenstromrate (VN2) zur Aufrechterhaltung des vorgegebenen Inertisierungsniveaus in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes (10) ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Konzentration von Schadstoffen in der Raumluftatmosphäre an einer oder mehreren Stellen im dauerinertisierten Raum (10) mit jeweils einem oder mehreren Sensoren (6), vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen, gemessen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Konzentration von Sauerstoff in der Raumluftatmosphäre an einer oder mehreren Stellen im dauerinertisierten Raum (10) mit jeweils einem oder mehreren Sensoren (7), vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen, gemessen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Messwerte der Konzentration von Schadstoffen und/oder Sauerstoff an mindestens eine Steuereinheit (2) weitergeleitet werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die für den dauerinertisierten Raum (10) erforderliche minimale Luftwechselrate mit steigender Konzentration von Schadstoffen in der Raumluftatmosphäre erhöht und mit fallender Konzentration von Schadstoffen gesenkt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die erste Volumenstromrate (VN2) mit steigender Konzentration von Sauerstoff in der Raumluftatmosphäre erhöht und mit fallender Konzentration von Sauerstoff gesenkt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die mindestens eine Steuereinheit (2) die minimal erforderliche Zuluft-Volumenstromrate (VF) in Abhängigkeit von den Messwerten der Konzentration von Schadstoffen entsprechend einer in der Steuereinheit (2) abgelegten Tabelle ermittelt, vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wert der ersten Volumenstromrate (VN2) an einer oder mehreren Stellen im ersten Zufuhrleitungssystem (11) mit jeweils einem oder mehreren Sensoren (8), vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen, gemessen wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wert der zweiten Volumenstromrate (VL) an einer oder mehreren Stellen im zweiten Zufuhrleitungssystem (12) mit jeweils einem oder mehreren Sensoren (9), vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen, gemessen wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verfahrensschritt a) ferner den Verfahrensschritt des Erzeugens von Inertgas aufweist, und wobei das Verfahren ferner die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
    d) geregeltes Abführen von Abluft aus dem dauerinertisierten Raum (10) mit einer Abluft-Abführeinrichtung (4); und
    e) Filtern der im Verfahrensschritt d) aus dem Raum (10) abgeführten Abluft, wobei zumindest ein Teil der gefilterten Abluft im Verfahrensschritt a) als Inertgas bereitgestellt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei im Verfahrensschritt e) die abgeführte Abluft unter Verwendung eines Molekülseparationssystems, insbesondere eines Hohlfaser-Membransystems, eines Molekularsiebsystems und/oder eines Aktivkohle-Absorptionssystems gefiltert wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sauerstoffanteil in dem von der Inertgasquelle (3) bereitgestellten Inertgas 2 bis 5 Vol.-% beträgt, und wobei der Sauerstoffanteil in der von der Frischluftquelle (5) bereitgestellten Frischluft in etwa 21 Vol.-% beträgt.
  13. Vorrichtung zum geregelten Zuführen von Zuluft in einen dauerinertisierten Raum (10), in welchem ein vorgegebenes Inertisierungsniveau eingestellt ist und mit einem gewissen Regelbereich gehalten wird, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
    - eine Inertgasquelle (3), insbesondere einen Inertgasgenerator (3a) und/oder ein Inertgasreservoir (3b), zum Bereitstellen eines Intergases;
    - eine Frischluftquelle (5) zum Breitstellen von Frischluft, insbesondere Außenluft;
    - ein mit der Inertgasquelle (3) verbindbares erstes Zufuhrleitungssystem (11) zum geregelten Zuführen des bereitgestellten Inertgases in die Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes (10) mit einer ersten Volumenstromrate (VN2), welche geeignet ist, um das vorgegebene Inertisierungsniveau aufrechtzuerhalten, und um aus der Raumluftatmosphäre Schadstoffe, insbesondere toxische oder andersartige Gefahrenstoffe, biologische Arbeitsstoffe und/oder Feuchtigkeit, abzuführen; und
    - ein mit der Frischluftquelle (5) verbindbares zweites Zufuhrleitungssystem (12) zum geregelten Zuführen der bereitgestellten Frischluft in die Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes (10) mit einer zweiten Volumenstromrate (VL),
    wobei der Wert der zweiten Volumenstromrate (VL), mit welcher die Frischluft zugeführt wird, sowohl von einer für den dauerinertisierten Raum (10) erforderlichen minimalen Luftwechselrate, als auch von dem Wert der ersten Volumenstromrate (VN2), mit welcher das Inertgas zugeführt wird, abhängig ist,
    wobei
    die Vorrichtung ferner zumindest eine Steuereinheit (2) aufweist, welche ausgelegt ist, den Wert der ersten Volumenstromrate (VN2), mit welcher das Inertgas in die Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes (10) zugeführt wird, in Abhängigkeit von dem im dauerinertisierten Raum (10) aufrechtzuerhaltenden Inertisierungsniveau zu regeln und/oder den Wert der ersten Volumenstromrate (VN2), mit welcher das Inertgas zugeführt wird, abhängig von der für den dauerinertisierten Raum (10) erforderlichen minimalen Luftwechselrate, zu regeln, wobei die zumindest eine Steuereinheit (2) ausgelegt ist, in Abhängigkeit von der minimalen Luftwechselrate und in Abhängigkeit von dem Wert der ersten Volumenstromrate (VN2) den Wert der zweiten Volumenstromrate (VL), vorzugsweise durch Ansteuern eines im zweiten Zufuhrleitungssystem (12) vorgesehenen Ventils (V12), derart zu regeln, dass der Wert der zweiten Volumenstromrate (VL) größer als oder gleich wie die Differenz zwischen einer minimal erforderlichen Zuluft-Volumenstromrate (VF) zur Aufrechterhaltung der für den dauerinertisierten Raum (10) erforderlichen minimalen Luftwechselrate und dem Wert der ersten Volumenstromrate (VN2) zur Aufrechterhaltung des vorgegebenen Inertisierungsniveaus in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes (10) ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die zumindest eine Steuereinheit (2) ausgelegt ist, den Wert der ersten Volumenstromrate (VN2), mit welcher das Inertgas in die Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes (10) zugeführt wird, in Abhängigkeit von dem im dauerinertisierten Raum (10) aufrechtzuerhaltenden Inertisierungsniveau zu regeln und/oder den Wert der ersten Volumenstromrate (VN2), mit welcher das Inertgas zugeführt wird, abhängig von der für den dauerinertisierten Raum (10) erforderlichen minimalen Luftwechselrate, zu regeln.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, welche ferner eine vorzugsweise aspirativ arbeitende Sauerstoffmesseinrichtung (7') mit zumindest einem und vorzugsweise mehreren parallel arbeitenden Sauerstoffsensoren (7) aufweist, um kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen die Sauerstoffkonzentration in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes (10) zu messen, und um die Messwerte an eine Steuereinheit (2) weiterzuleiten.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, welche ferner eine vorzugsweise aspirativ arbeitende Schadstoffmesseinrichtung (6') mit zumindest einem und mit vorzugsweise mehreren parallel arbeitenden Schadstoffsensoren (6) aufweist, um kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen die Schadstoffkonzentration in der Raumluftatmosphäre des dauerinertisierten Raumes (10) zu messen, und um die Messwerte an eine Steuereinheit (2) weiterzuleiten.
  17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 15 und 16, wobei die Steuereinheit (2) ausgelegt ist, den Wert der ersten Volumenstromrate (VN2) mit steigender Konzentration von Sauerstoff in der Raumluftatmosphäre zu erhöhen und mit fallender Konzentration von Sauerstoff abzusenken, vorzugsweise indem im ersten Zufuhrleitungssystem (11) ein ansteuerbares Ventil (V11) entsprechend angesteuert wird.
  18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 15 und 16 oder nach Anspruch 17, wobei die Steuereinheit (2) ausgelegt ist, die für den dauerinertisierten Raum (10) erforderliche minimale Luftwechselrate mit steigender Konzentration von Schadstoffen in der Raumluftatmosphäre zu erhöhen und mit fallender Konzentration von Schadstoffen abzusenken.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei die zumindest eine Steuereinheit (2) ausgelegt ist, die minimal erforderliche Zuluft-Volumenstromrate (VF) in Abhängigkeit von der Konzentration von Schadstoffen entsprechend einer in der Steuereinheit (2) abgelegten Tabelle zu ermitteln, vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, welche ferner zumindest einen Sensor (S11) jeweils an einer oder mehreren Stellen im ersten Zufuhrleitungssystem (11) aufweist, um den Wert der ersten Volumenstromrate (VN2) vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen zu messen und die Messergebnisse der Steuereinheit (2) zuzuführen.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, welche ferner zumindest einen Sensor (S12) jeweils an einer oder mehreren Stellen im zweiten Zufuhrleitungssystem (12) aufweist, um den Wert der zweiten Volumenstromrate (VL), vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen, zu messen und um die Messergebnisse der Steuereinheit (2) zuzuführen.
  22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, welche ferner ein Abluft-Abführsystem (4) aufweist, welches ausgelegt ist, in geregelter Weise Abluft aus dem dauerinertisierten Raum (10) abzuführen, und welche ferner eine Luftaufbereitungseinrichtung (15) zum Aufbereiten und/oder Filtern der mit dem Abluft-Abführsystem (4) aus dem Raum (10) abgeführten Abluft aufweist, und wobei zumindest ein Teil der aufbereiteten bzw. gefilterten Abluft der Inertgasquelle (3) als bereitzustellendes Inertgas zugeführt wird.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei das Abluft-Abführsystem (4) zumindest eine ansteuerbare Abluftklappe, insbesondere mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Abluftklappe aufweist, die derart ansteuerbar ist, dass in geregelter Weise die Abluft aus dem dauerinertisierten Raum (10) abführbar ist, wobei die zumindest eine Abluftklappe vorzugsweise als Brandschutzklappe ausgebildet ist.
  24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, wobei die Luftaufbereitungseinrichtung (15) ein Molekülseparationssystem (15'), insbesondere ein Hohlfaser-Membransystem, und/oder ein Aktivkohle-Adsorptionssystem aufweist.
  25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, welche als Inertgasquelle (3) einen Inertgasgenerator mit einem Molekülseparationssystem (3a'), insbesondere mit einem Hohlfaser-Membransystem und/oder einem Aktivkohle-Absorptionssystem, aufweist, wobei dem Molekülseparationssystem (3a') ein komprimiertes Luftgemisch zugeführt wird und der Inertgasgenerator (3) ein mit Stickstoff angereichertes Luftgemisch abgibt, und wobei das vom Inertgasgenerator (3) abgegebene und mit Stickstoff angereicherte Luftgemisch in geregelter Weise dem dauerinertisierten Raum (10) als Inertgas zugeführt wird, und wobei das dem Inertgasgenerator (3) zugeführte Luftgemisch zumindest teilweise die gefilterte Abluft aufweist.
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