CN104755142A - 用于确定和/或监控封闭房间的气密性的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定和/或监控配备有减氧系统(1)的封闭房间(2)的气密性的方法，且在封闭房间(2)的气体中，至少一种氧气含量能够优选地被提前确定，且相比于正常环境空气有所减少，该氧气含量能够通过引入氧气置换气体被设置和保持以防火和/或灭火。所述减氧系统(1)具有用于压缩初始气体混合物的压缩机系统(4；4.1，4.2)和在所述压缩机系统(4；4.1，4.2)的下游、并用于分离所述初始气体混合物中含有的至少一部分氧气和用于提供富氮气体的气体分离系统(3；3.1，3.2)，该富氮气体被供应给所述封闭房间(2)。在房间(2)中的压差设置被确定，并与对应的参考值相比较，其中关于所述房间(2)的气密性的信息被提供。

Description

用于确定和/或监控封闭房间的气密性的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于确定和/或监控配备有减氧系统(oxygen reducingsystem)的封闭房间的气密性的方法。特别地，本发明涉及一种用于为能够呈现惰性的、且特别是能够连续地呈现惰性的房间尽可能精确地确定和/或监控有关的体积相关漏流的方法，其中惰化方法被使用。
本发明还涉及一种用于在封闭房间的空间气体中设置和保持可预定义的且相比于正常环境有所减少的氧气含量的减氧系统，其中减氧系统被设计为实现本发明的用于确定和/或监控封闭房间的气密性的方法。
背景技术
根据惰性技术，用于高海拔训练、储存食物或用于将封闭房间中发生火灾的风险减到最低的惰化方法是众所周知的。在这样的惰化方法中，封闭房间的气体通常是通过来自惰性气体源的氧气置换气体的引入而降低，并然后保持在低于环境空气气体的氧气浓度的惰化水平。
从该方法中产生的预防效果是基于氧气置换的原理。众所周知，正常的环境空气由大约21％体积含量的氧气、78％体积含量的氮气和1％体积含量的其他气体组成。为了将火灾爆发的风险减到最低，或各自地扑灭在封闭房间内已经爆发的火灾，或延长储存食物的保质期，例如通过引入纯氮作为惰性气体，增加在各个房间内的氮气浓度，而氧气含量由此减少。一旦氧气的百分比开始降低至低于大约15％体积含量，可估计的保护效果和/或防火效果是已知的。根据在相关的房间内的易燃材料(燃烧负荷)，可能有必要进一步降低氧气含量，例如降低至12％体积含量。在这样的氧气浓度下，大部分可燃材料能够不被点燃或燃烧。
减氧系统通常被配置以使得一个或多个定义的下降水平能够在特定的时间量内在封闭房间的空间气体中被设置，并在定义的周期内保持或连续地保持。因此，例如，有必要在火灾事件中迅速降低房间的气体中的氧气浓度，以便扑灭(熄灭)火灾，并有效地防止房间内的材料至少在所谓的重燃阶段的持续时间内发生重燃。
上述的重燃阶段表明所谓“灭火阶段”的下一时间周期，在此时间周期期间，在封闭房间内的氧气浓度不允许超出特定的值，即所谓的“重燃预防值阶段”，以防止在受保护区域中的材料发生重燃。从而，重燃预防水平是取决于房间的燃烧负荷的氧气浓度，并通过试验确定。
为了能够确保防火和/或存储的食物的长保质期，减氧系统需要被相应地配置；即，需要能在较长时间周期内提供特定体积流量的氧气置换气体。在个别情况下，特别地，由减氧系统每单位时间提供的氧气置换气体的量取决于封闭房间的空间体积和气密性。因此，例如当封闭房间是相对较大的空间体积的储藏室，由于与相对小的保护区域相比，每单位时间被引入到储藏室的空间气体中的氧气置换气体体积较大，为了能在特定的时间周期内设置下降水平，减氧系统需要有较大的容量。另一方面，分别地，封闭房间的气密性越低，或空气交换率越高，由减氧系统每单位时间提供的氧气置换气体的量也增加。
空间体积的影响通常不会造成减氧系统配置的困难。这是由于这一事实：将被作为因素考虑的配备有或将要配备有减氧系统的房间的最大空间体积相对容易确定，且至少该空间体积不能随时间增加。但是，这是一个相对于房间的气密性不同的原因。被表达为所谓的n50值的空气交换率通常用作房间的气密性的测量。
n50的空气交换率是从每小时的体积空气流量得到，当要保持50Pa的压差时，通过除以该结构的体积得到。因此，空气交换率越低，封闭房间具有的气密性值越高。
压差测量过程(鼓风机门方法(blower-door method))通常用于测量n50值，该n50值是房间气密性的测量。但是，执行一系列的压差测量以确定n50空气交换率常常伴随各种困难，且需要大量的技术工作，特别是在较大的建筑物或空间中。即使当压差测量对各个空间标识n50值，这并不排除该封闭房间的状态随时间变化，特别是它的空气交换率。因此，例如可想到在房间初始密封开口，以变得不密封。另外，放置进封闭房间(特别是在储藏室的情形下)的物品和/或货物影响由压差测量确定的空气交换率。
事实上封闭房间的气密性不仅能够随时间变化，特别地，也能够在配置减氧系统时恶化而造成问题。特别地，不可能注明日期(date)，或仅可能以最大的努力在后续时间点确定已经配备有减氧系统的房间的气密性，以根据需要适应减氧系统的容量；即，例如，增加减氧系统每单位时间提供的氧气置换气体的体积，以使在封闭房间的气密性降低后仍能提供防火和/或长保质期。
配备有减氧系统的空间的气密性的持续监控也要求还可能被引用到相对于刚出现的泄漏的相邻空间的结论的范围。这样做的风险是，氧气置换气体可以通过这种刚产生的泄漏在相邻空间中用完，这在某些情况下，可能导致危及在相邻空间内的人的健康。
发明内容
基于上述问题，本发明满足下述目的：指定一种方法，使用该方法能够被尽可能精确地确定封闭房间的气密性，且不需要很大的努力，初始确定的气密性值能够在后续时间点被分别地控制/验证，因此，所述房间特别适合上述惰性技术的使用。
特别地，一种方法和系统将被指定，使用该方法和系统能够以有效且易于实现的方式在所需的任意时间被确定/控制封闭房间的当前气密性，不需要执行一系列耗时的测量，比如，例如使用已知现有技术的用于确定n50值的鼓风机门测量过程的情形。
该目的由关于方法的独立权利要求1的主题和关于系统的另一独立权利要求14的主题来完成。
本发明方法的有利的更进一步的发展在从属权利要求2至13中被提出。
相应地，特别地指定的是一种用于确定和/或监控配备有减氧系统的封闭房间的气密性的方法，其中至少一个优选的可预定义的氧气水平能够通过引入氧气置换气体在封闭房间的空间气体中被设置和保持，该氧气水平相比于正常的环境空气有所减少。与封闭房间相关联的减氧系统具有用于压缩至少含有氮气和氧气的初始气体混合物的压缩机系统，以及具有在所述压缩机系统下游的气体分离系统，在气体分离系统中，初始气体混合物中含有的至少部分氧气被分离，以使在所述气体分离系统的出口提供富氮气体。这种富氮气体供应至封闭房间以设置和/或保持降低的氧气水平。同时，在封闭房间中占主导地位的压力或相对于环境空气压力在封闭房间中设置的压力被确定。所确定的压差被用作封闭房间的气密性测量。确定期间，可变的房间开口，例如窗户或门等，有利地具有不可避免的影响，以便不伪造测量结果。
接着，在本发明的方法中，至少一个预先确定的压差值与相应的参考值(目标值)相比较。所获取的比较结果的评价紧随其后，由此根据所确定的压差值和相应参考值之间的偏差量，可以做出封闭房间的气密性的假设和/或随时间变化的封闭房间的气密性的假设。
本发明方案可实现的优点显而易见：因为该系统能够利用已存在的减氧系统的组件确定和/或监控封闭房间的气密性，封闭房间的气密性能够通过易于实现且有效的方式在任意时间被确定/控制。所有要求于此的是使用减氧系统的压缩机和气体分离系统提供富氮气体，同样优选的是富氮气体连续地且以恒定流速被引入至封闭房间，以便确立封闭房间内相比于外部压力(环境压力)的压差。压缩机系统优选地被调节以使得在气体分离系统的出口的存在暂时恒定体积流量的富氮气体，以使得当所供应的气体被引入至封闭房间时，相对于外部压力的某一压差被确立。这个压差与引入至封闭空间的体积流一起提供了封闭房间的气密性的测量。因此，构成了已知的“吹风机门测试”压差过程的易于实现的变体。
这里强调的是根据本发明的方法能够确定封闭房间的气密性，而不需要大量的时间和努力。因此，该方法特别地适于检查之前没有识别到的泄漏是否可能随时间而新形成在房间的空间壳体中，这对房间的空气交换率具有影响。因此，例如设想每周使用本发明的方法测量房间的气密性，并将其与预设的或指定的参考值比较。如果证明额外的泄漏已经出现在封闭房间的空间壳体中，则将需要采取适当的测量。例如，这些可能包括检验房间的壳体泄漏，以便相应地密封房间。于此额外地或可替换地，但是，也可以设想使减氧系统适应受保护房间的较高的空气交换率。特别地，这能够涉及在火灾发生时减氧系统将快速供应的惰性气体的数量。
本发明的方法的一个优选的进一步的发展还不仅在确定和/或监控封闭房间的气密性时提供在气体分离系统的出口供应的引入气体，而且额外地引入新鲜空气至封闭房间中，以增加引入至封闭房间的总体积流量。相比于环境空气压力(外部气体)，这样做实现了在封闭房间中发展的较高特定压差。相比于仅引入在气体分离系统的出口供应的气体的情形，在该变化中，房间的气密性根据较高的压差更精确地确定。因此，能够可靠地检测气密性的较小变化。据此，使用减氧系统的通风系统组件和/或减氧系统的压缩机系统组件适宜用于引入额外的新鲜空气至封闭房间，以使得同样在进一步的发展中，系统也能够利用减氧系统的已经存在的组件。
由于封闭房间的气密性的可靠评估仅能够在每单位时间提供至封闭房间的气体体积恒定时做出，至少按照某一启动时间，优先的是在气体分离系统的出口供应的富氮气体以及优选为连续地以恒定体积流速额外供应的适用于被引入至封闭房间的新鲜空气。
实际实验已经表明，按照相对体积流速Qrel的测量周期和测量精度是有利的；即相对于房间的空间体积和空气交换率n50的体积流量(Qrel＝体积流量/(空间体积×空气交换率))，假定为0.2至0.9之间的值，使得从50％到3％的n50值的相对变化能够被识别。在600000m3的空间体积和0.015/h的n50值，体积流速应假定为在1800m3/h至8100m3/h范围内的优选恒定值。甚至更为优选的是，相对体积流速Qrel在0.34和0.67之间，其中在600000m3的空间体积和0.015/h的n50值，对应于3000m3/h至6000m3/h的流量和在17％至5％之间变化的可检测的n50值。这些流速通过常规减氧系统的组件是易于实现的。
本发明方法的压差测量优选为与气体被引入至封闭房间同时发生，或至少部分暂时重叠。评价优选利用在已经达到恒定体积流速Q时得到的压差值。为了减少测量误差，甚至对评价更为优选的是压力的差在封闭房间内已经达到且在特定的时间周期不再变化，或各自地不超出或低于可预定义的容限范围之后仅利用那些压差值。
特别地，通过将至少一个确定的压差值与相应的参考值比较生成使用本发明的方法的评价。这里使用的术语“压差”或“压差值”被理解为通过被引入至封闭房间的气体相对于环境空气压力设置的压力。
当以恒定流速Q连续供应气体，用于比较的压力值与封闭房间内相对于环境空气压力设置的压差在数值上有利地对应。使用压力测量系统，特别是差压测量系统，据此适合于检测在评价中使用的压力值。
为了简化评价和提高测量精度，被检测的将与对应的参考值相比的压力值在时间点将被测量是有利的，在该时间点假定以恒定体积流速Q连续供应气体，在封闭房间中的压力的暂时变化不超出预设的或可定义的阈值上限，也不低于预设的或可定义的阈值下限。
替代于此地或额外地，设想用于评价的压力值对应于由压力测量系统特别是压差测量系统检测的多个压力的平均值。
由于房间内环境空气的温度也对房间内占主导地位的压力或设置的压力有影响，根据减少的测量误差以优选为连续地或在预设时间或基于预设事件检测是进一步有利的，且特别是测量封闭房间内的温度。当确定用于评价的至少一个压力值时，优选地考虑所检测的温度值。
最后，当评价表明所确定的压力值偏离参考值超过可预定义的容限，本发明方法的一个有利的实现提供了自动地、且优选为选择性自动地发出警告消息。
于此使用的术语“参考值”被理解为特定的可预定义的压力值，该压力值基于特定的体积流量Q在封闭房间内被设置。例如，当减氧系统首次被运行，该参考值能够被确定。但是，也设想为参考值连续地变化。据此，例如，设想使用较早测量的压差值作为参考值。
本发明还涉及用于防火和/或灭火的减氧系统，该减氧系统被设计以实现根据本发明所述的方法。为此目的，减氧系统具有用于压缩至少含有氮气和氧气的初始气体混合物的压缩机系统，以及在压缩机系统下游的气体分离系统，其中初始气体混合物中含有的至少部分氧气在气体分离系统操作期间被分离，使得在气体分离系统的出口提供富氮气体。当本发明的方法被实施时，富氮气体能够通过管道系统被引入至封闭房间，以实现在房间中的对应压力的增加。根据本发明的减氧系统还优选为配备有压力测量系统，特别是压差测量系统，以确定在封闭房间内的相比于环境空气压力的设置压力。
除压缩机系统外，本发明的减氧系统优选为还包括新鲜空气换气机系统，通过使用该新鲜空气换气机系统，新鲜空气能够被引入至封闭房间的空间气体中。
通常，体积流量测量系统被提供以连续地或在预设的时间或基于预设事件确定减氧系统每单位时间供应至封闭房间的气体的体积是有利的。
附图说明
以下将参考附图描述本发明的有利的实施方式。
示出为：
图1是根据本发明的减氧系统的示例性实施方式的示意图；
图2是示出了根据本发明的方法的示例性实施方式的流程图；以及
图3是基于在各自两个不同的房间空气交换率以不同流速引入气体的封闭房间内的压力梯度的图形描述。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的减氧系统1的示例性实施方式的示意描述。减氧系统1与封闭房间2(也被称为“受保护的房间”)相关联，且减氧系统1用来设置和根据需要使封闭房间2的空间气体保持在可预定义的惰化水平。例如，封闭房间2可以是储藏室，其中房间的气体中的氧气含量低于且保持在特定的惰化水平，例如15％体积含量或更低，作为防止火灾的预防性措施。
但是，本发明的减氧系统不仅仅被设计为预防性防止火灾，而且还被设计为对于将爆发火灾的封闭房间2，能够降低在封闭房间2的空间气体中的氧气含量。
封闭房间2自动地、且优选为选择性自动地、通过控制装置50呈现惰性。为此目的，根据图1中描述的示例性实施方式，减氧系统1包括气体分离系统3和压缩机系统4。
在图1中作为示例描述的本实施方式中的压缩机系统4由PSA或VPSA氮气发生器3.1和膜氮气发生器3.2组成。特别地，基于PSA/VPSA技术的氮气发生器3.1包括至少一个含有吸附材料的吸附剂容器，该吸附剂容器被设计为当含有氧气的气体经过吸附剂容器时吸附氧分子。
基于膜技术，氮气发生器3.2使用膜系统，该膜系统利用了通过某一材料的不同气体以不同的速率扩散的事实。据此，设想使用中空纤维膜，中空纤维膜的外表面施加有分离材料，通过中空纤维膜氧气能够很好地扩散，而使用该分离材料氮气仅表现出低扩散速率。当空气流穿过以这种方式被准备的中空纤维膜的内部时，空气中含有的氧气穿过中空纤维壁快速地向外扩散，而氮气大量保留在纤维的内部，使得氮气的集中在穿过中空纤维时发生。
尽管根据图1的示意表达仅描述了一个各自基于PSA/VPSA的氮气发生器3.1和一个各自基于膜的氮气发生器3.2，但使用多个基于相同的操作原理的并行连接的氮气发生器当然也是可能的。
根据在图1中作为示例被描述的实施方式，压缩机系统4包括与PSA/VPSA氮气发生器3.1相关联的第一压缩机4.1，以及与膜氮气发生器3.2相关联的第二压缩机4.2。两个压缩机4.1、4.2用于在各自的氮气发生器3.1、3.2的入口提供经压缩的初始气体混合物。为此目的，压缩机4.1、4.2的各排出侧出口流动连接或可连接至相关联的氮气发生器3.1、3.2的各入口。
每个氮气发生器3.1、3.2与上游混合室5.1、5.2相关联，在混合室5.1、5.2中，对应的压缩机4.1、4.2供应给各自的氮发生器3.1、3.2的初始气体混合物被提供。
通常理解的是，本文使用的术语“初始气体混合物”是由氮气、氧气和其他适用元素组成的气体的混合物。特别地，初始气体混合物能够是新鲜空气；即来自外部气体的空气，其已知由21％体积含量的氧气、78％体积含量的氮气和1％体积含量的其他气体(特别是惰性气体)组成。为此目的，每一个混合室5.1、5.2被提供有对应的新鲜空气供给管线6.1、6.2，通过新鲜空气供给管线6.1、6.2，根据需要新鲜空气能够借助于新鲜空气风扇7.1、7.2供应给混合室5.1、5.2。
为了提高在本发明的减氧系统1中使用的气体分离系统3的效率，再循环也被提供在图1中所描述的示例性实施方式中。再循环用于根据需要从封闭房间2的气体中抽取部分环境空气，并将所述部分环境空气供给各自的混合室5.1、5.2，其中抽取的部分房间空气与通过各自的新鲜空气供给管线6.1、6.2供应的新鲜空气混合。然后，初始气体混合物是新鲜空气和房间空气的混合物，房间空气具有适用的相比于新鲜空气减少的氧气含量。
在图1中示意性描述的本发明的减氧系统的实施方式中提供了对应的再循环管线8.1、8.2，以确保房间的环境空气的再循环，其中借助于再循环管线8.1、8.2，可以根据需要抽取部分封闭房间的环境空气，例如借助于再循环风扇9.1、9.2。特别地，在作为示例描述的本发明的减氧系统1的实施方式中，一个再循环风扇9.1、9.2每个针对PSA/VPSA氮气发生器3.1和膜氮气发生器3.2被提供。两个循环风扇9.1、9.2中的每个在其吸入侧入口借助于再循环管线8.1、8.2中的一个流动连接或可连接至封闭房间2内部。每个再循环风扇9.1、9.2的排出侧出口流体连接或可连接至相关联的氮气发生器3.1、3.2的各自的混合室5.1、5.2。
在第一混合室5.1中提供的初始气体混合物通过第一压缩机系统4.1被压缩，并供给PSA/VPSA氮气发生器3.1，在PSA/VPSA氮气发生器3.1中，所述初始气体混合物中含有的至少部分氧气被分离，使得在所述PSA/VPSA氮气发生器3.1的出口处富氮气体混合物变得可用，以使用减氧系统1相比于环境空气(按21％体积含量)的氧气含量减少在封闭房间2的空间气体中的氧气含量，并因此设置对应的下降水平或惰化水平。然后，这种富氮气体混合物通过供给管线系统10.1被供应给封闭房间的空间气体。
额外地或于此可替换地，在第二混合室5.2中提供的初始气体混合物被第二压缩机4.2压缩，并供给膜氮气发生器3.2，使得在膜氮气发生器3.2的出口处富氮气体混合物同样变得可用，富氮气体混合物通过第二供给管线系统10.2供应给封闭房间的空间气体。
在减氧系统1的正常操作模式中；即在操作模式中，通过减氧系统提供预防性防止火灾或消防，出于优化气体分离系统3的效率的目的，新鲜空气和房间空气的混合物被用作初始气体混合物。为此目的，两个混合室5.1、5.2通过各自的再循环风扇9.1、9.2和相关联的再循环管线8.1、8.2流动连接至封闭房间2内部。与此同时，新鲜空气通过各自的新鲜空气风扇7.1、7.2以被调节的方式提供给相关联的混合室5.1、5.2。
在图1中示意性地描述的本发明的减氧系统1的示例性实施方式中还提供有控制装置50，通过控制装置50，该减氧系统的对应的可控组件能够优选为自动地，且甚至更为优选为选择性自动地被控制。为了这个目的，减氧系统1包括氧气测量系统11，利用氧气测量系统11能够连续地或在预设的或可预定义的时间和/或基于特定事件检测封闭房间2的空间气体中的氧气含量。根据检测到的氧气含量，控制装置50分别控制气体分离系统3和/或压缩机系统4和/或对应的新鲜空气风扇7.1、7.2或再循环风扇9.1、9.2，使得可预定义的下降水平能够在封闭房间的空间气体中被设置和/或保持。
特别地，减氧系统1优选为还包括吸气式(aspirative)火灾检测系统，该吸气式火灾检测系统优选为针对火灾特征的存在连续地监控封闭房间2的空间气体。在火灾事件中，火灾检测系统12发出一个对应的警报到控制装置50，控制装置50开始将封闭房间2的空间气体中的氧气含量降低至完全惰化水平。在这种情况下的“完全惰化水平”意味着足够大地减少封闭房间2的空间气体中的氧气含量，在封闭房间中的材料(燃烧负荷)不再可燃。完全惰化水平的范围通常是氧气浓度从12％体积含量至14％体积含量。
本发明的减氧系统1不仅适于出于防火保护的目的和/或灭火的目的引入氧气置换气体(惰性气体)至封闭房间2的空间气体中，使得能够在空间气体中设置和保持相比于正常的环境空气有所减少的氧气水平，还适于确定和/或监控封闭房间2的气密性。能够确定封闭房间2内占主导地位的压力(内部压力)与外部压力之间的差值的压差测量系统13被提供以确保额外的功能。在图1中示意性地描述的本发明的减氧系统1的示例性实施方式中还使用体积流量测量系统14，通过该体积流量测量系统14，每单位时间引入至封闭房间中的气体的总体积能够连续地或以预设的或可预定义的时间和/或基于特定事件被测量。
详细地，在图1中作为示例描述的体积流量测量系统14包括两个对应的体积流量传感器14.1、14.2，由此一个各自的体积流量传感器14.1、14.2被布置在两个供给管线系统10.1、10.2中的一个中。
下面将参考在图2中示出的流程图描述本发明的用于确定和/或监控封闭房间2的气密性的方法的示例性实施方式。特别地，该方法在图1中描述的本发明减氧系统1的示例性实施方式中是可实现的，由此，出于过该目的，控制装置50具有对应的顺序控制和/或评价逻辑。
当封闭房间2的气密性被确定，各自的初始值是在第一方法步骤(步骤S1)中被设置。特别地，这意味着房间内空气至对应的混合室5.1、5.2的再循环通过切断循环风扇9.1、9.2和/或中断混合室5.1、5.2与封闭房间2之间的流体连接被停止。换句话说，在减氧系统1的气密性监控模式中，各自的混合室5.1、5.2仅在输入侧连接至各自的新鲜空气风扇7.1、7.2，使得纯净的新鲜空气被用作初始气体混合物。
除借助于新鲜空气风扇7.1、7.2提供的作为初始气体混合物的新鲜空气的供应外，也能够针对将借助于阀门(图1中未示出)对应地切换再循环风扇9.1、9.2被提供，以支持新鲜空气风扇7.1、7.2并同样地供应新鲜空气至封闭房间2中作为初始气体混合物。换句话说，因此也可能使在入口侧上的再循环风扇9.1、9.2进行转向，以在测量中支持新鲜空气风扇7.1、7.2(在图1中未描述)。
此外，压缩机系统4在方法步骤S1被开启，且特别优选为压缩机系统4的两个压缩机4.1、4.2被开启，使得PSA/VPSA氮气发生器3.1以及膜氮气发生器3.2均提供经压缩的新鲜空气作为初始气体混合物。气体分离在氮气发生器3.1、3.2中发生。在氮气发生器3.1、3.2的各个出口提供的富氮气体经由相应的供给管线系统10.1、10.2供给至封闭房间2。
为了进一步增加每单位时间供应至封闭房间2的气体的体积，不仅压缩机系统4(这里优选为压缩机4.1、4.2两者)在减氧系统的气密性监控模式中被开启是有利的，且优选地新鲜空气风扇7.1、7.2均被开启也是有利的。
据此，当减氧系统1—如在图1中示意描述的减氧系统—配备有对应的额外新鲜空气换气系统15，还设想也额外地供应纯净的新鲜空气至封闭房间2。在这种情形下，选择性可提供的新鲜空气换气系统15也应当被设置有体积流量传感器14.3，以便能够测量每单位时间供应至封闭房间2的新鲜空气的量。
出于确定和/或监控封闭房间2的气密性的目的，对于气体分离系统3，还设想调节气体分离系统3的操作，以便设定氮气纯度与受保护的气体的氮气浓度一致或高于受保护的气体的氮气浓度，且通过调节保持相同。据此，在确定和/或监控所述封闭房间2的气密性期间，增加气体流量是可能的，且如果必要，减少由新鲜空气风扇7.1、7.2供应的作为初始气体混合物的纯净新鲜空气。
体积流量传感器14.1、14.2和14.3优选为在供应过程期间连续地测量每单位时间供应至封闭房间的气体的体积。据此，需要确保该控制装置50分别控制被利用的压缩机4.1、4.2和同样被利用的新鲜空气风扇7.1、7.2，或选择性被利用的新鲜空气换气系统15，以便确保气体以恒定体积流速Q连续供应。为此目的，在图2流程图中描述的本发明的方法的示例性实施方式在某一优选为几分钟的等待周期之后，在方法步骤S2中执行关于是否气体以恒定体积流速Q连续供应至封闭房间以及是否随时间连续供应的检查。
如果在步骤S2中确定由体积流量测量系统14检测的所测量的流速值的差异(variance)超出预设容限(tolerance)，另一个关于气体当时是否以恒定体积流速Q供应至封闭房间2的检查将在例如1分钟的某一等待周期后进行。该S2方法步骤查询被重复，直到体积流量的差异处于预设容限范围内。
当在步骤S2中确定气体正连续地且以恒定体积流速Q供应至封闭房间2，借助于压差测量系统13的压差测量之后跟随在方法步骤S3中。由压差测量系统13检测的多个压力值的平均值和差异优选为在方法步骤S3中被确定。由此，如果指示差异超出预设容限，则另一系列的压差测量将在例如1分钟的某个等待周期后被再次采用。这个过程被重复，直到在方法步骤S3中的压差测量值差异处于预设容限范围内。
然后，体积流量测量系统14测量体积流速Q，气体以该体积流速Q在方法步骤S4中被供应至封闭房间2。由体积流量测量系统14检测的多个体积流速的平均化也优选为在方法步骤S4发生。
接着，封闭房间2中的温度由温度测量系统16测量。在方法步骤S3中确定的压差测量值在把所测量的温度因素包括在内的步骤S5中被标准化。
此后，标准化的压差与预设的和/或预学习(pre-taught)的参考值相比较。如果比较结果指示检测的标准化压差不同于参考值，则在偏差超出预设容限值时发出警报(步骤S7)。该警报在步骤S7中发生，例如对于增加的泄露风险发出警告消息。
但是，当在步骤S6中所检测和所标准化的压差在预先设置的容限范围内时，减氧系统的操作模式从气密性监控模式重置为步骤S8中的防火/灭火模式。此外，所确定的、标准化的压差被存储在控制装置50中。
特别地，改变减氧系统的操作模式涉及房间空气到各自的混合室5.1、5.2的再循环的重新激活，以及对压缩机4.1、4.2的适当控制，使得可预定义的或预设的减少的氧气含量在封闭房间2的空间气体中被设置和保持。选择性地提供的新鲜空气换气系统15同样切换回正常操作模式。
图3用图表描述了本发明方案的一个实现中，根据不同的体积流速在封闭房间2内的压力如何随时间发展。特别地，以分钟(min)为单位的测量周期被绘制在X轴上，而由压差测量系统13确定的相对于外部压力的压差以帕斯卡(pa)为单位被绘制在Y轴上。封闭房间的空间体积是600000m3。
通过附图标记“100a”在图3中标识的曲线示出了以3000m3/h的引入体积流速Q在封闭房间2内的增压，由此封闭房间2的气密性分别对应于它的初始值或目标值。以3000m3/h的引入体积流速Q，该目标值作为参考值。
通过附图标记“100b”在图3中标识的曲线反映了在封闭房间2的空间壳体2a中存在以3000m3/h的引入体积流速Q的额外的泄漏，使得房间2中的压差偏离参考值(曲线100a)，这意味着该封闭房间2的气密性不再对应于它的初始值或目标值(参见曲线100a)。在约2pa幅度测量不确定性的曲线100a和曲线100b之间的差异指示该房间2的整体气密性通过至少所确定的n50值的相对变化下降，且适当的测量将要进行。
曲线101a、101b和102a、102b示出了在4000m3/h和6000m3/h的流速Q的对应增压，分别为没有额外的泄漏(参见曲线101a，102a)和有额外的泄漏(参见曲线101b，102b)。
本发明不限定于在图中作为示例描述的实施方式，而是从所有于此公开的特征的综合考虑中产生。
特别地，当标准化的压差与预设的和/或预学习的参考值相比较时，设想将此时占主导地位的风速因素包括在内。能够预先将风速对房间内压差的影响因素包括在内，例如连同温度补偿一起(步骤S5)。
附图标记说明
1     减氧系统
2     封闭房间
2a    空间壳体
3     气体分离系统
3.1   气体分离系统的PSA/VPSA氮气发生器
3.2   气体分离系统的膜氮气发生器
4     压缩机系统
4.1   压缩机系统的第一压缩机
4.2   压缩机系统的第二压缩机
5.1   第一混合室
5.2   第二混合室
6.1   第一新鲜空气供给管线
6.2   第二新鲜空气供给管线
7.1   第一新鲜空气风扇
7.2   第二新鲜空气风扇
8.1   第一再循环管线
8.2   第二再循环管线
9.1   第一再循环风扇
9.2   第二再循环风扇
10.1  第一供给管线系统
10.2  第二供给管线系统
11    氧气测量系统
12    火灾检测系统
13    压差测量系统
14    体积流量测量系统
14.1  体积流量测量系统的第一体积流量传感器
14.2  体积流量测量系统的第二体积流量传感器
14.3  体积流量测量系统的第三体积流量传感器
15    新鲜空气换气系统
16    温度测量系统
50    控制装置
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于确定和/或监控配备有减氧系统(1)的封闭房间(2)的气密性的方法，在所述封闭房间(2)的空间气体中优选为可预定义的且相比于正常环境空气有所减少的至少一种氧气含量能够通过引入氧气置换气体而被设置和保持，其中所述减氧系统(1)包括用于压缩至少含有氮气和氧气的初始气体混合物的压缩机系统(4；4.1，4.2)和所述压缩机系统(4；4.1，4.2)的下游的气体分离系统(3；3.1，3.2)，该气体分离系统(3；3.1，3.2)用于分离所述初始气体混合物中含有的至少部分氧气和用于在所述气体分离系统(3；3.1，3.2)的出口提供富氮气体，该富氮气体能够被供应至所述封闭房间(2)以设置和/或保持减少的氧气水平，其中所述方法包括以下方法步骤：
i)提供来自所述封闭房间(2)的外部的新鲜空气作为所述初始气体混合物；
ii)在所述减氧系统(1)的所述压缩机系统(4；4.1，4.2)中压缩所提供的新鲜空气；
iii)将所压缩的新鲜空气供应至所述减氧系统(1)的所述气体分离系统(3；3.1，3.2)，并在所述气体分离系统(3；3.1，3.2)中分离所述新鲜空气中含有的至少部分氧气，使得在所述气体分离系统(3；3.1，3.2)的出口提供富氮气体；
iv)将在所述气体分离系统(3；3.1，3.2)的出口提供的所述富氮气体引入至所述封闭房间(2)中；
v)确定所述封闭房间(2)中占主导地位的压力或在所述封闭房间(2)中相对于所述环境空气压力设置的压力；
vi)将在方法步骤v)中确定的至少一个压差值与对应的参考值比较；以及
vii)评价在方法步骤vi)中获取的比较结果，其中根据所确定的压差值与各自的参考值之间的偏差量，能够做出关于所述封闭房间(2)的气密性的陈述和/或能够做出关于随时间变化的所述封闭房间(2)的气密性的陈述。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中在方法步骤iv)中，除了在所述气体分离系统(3；3.1，3.2)的出口提供的所述气体外，所述减氧系统(1)的新鲜空气换气系统(15)和/或所述减氧系统(1)的压缩机系统(4；4.1，4.2)优选为将新鲜空气引入至所述封闭房间(2)，
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中在方法步骤iv)中引入至所述封闭房间(2)的所有气体是优选为连续且以恒定流速被引入，其中相对体积流速(Qrel)是体积流速Q与房间体积和空气交换率的乘积的比率，优选为假定在0.2至0.9之间的值，且更为优选为在0.34至0.67之间的值。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，
其中方法步骤v)与方法步骤iv)同时发生或时间上至少部分重叠地发生。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，
其中，当以恒定流速(Q)连续供应气体时，在方法步骤v)中确定的所述至少一个压力值与相对于所述环境空气压力的在所述封闭房间(2)中设置的压差在数值上对应。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，
其中在方法步骤v)中确定的所述至少一个压力值借助于压力测量系统被检测，该压力测量系统特别为压差测量系统(13)。
7.根据权利要求6所述的方法，
其中，在方法步骤v)中确定的所述至少一个压力值在当以恒定体积流速(Q)连续供应气体、在所述封闭房间(2)内的压力的时间变化没有超出预设的或可预定义的上限阈值时，和/或当多个所检测的压力值之间的差异不超出预设的或可预定义的阈值时的时间点被检测。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，
其中在方法步骤v)中确定的所述至少一个压力值对应于由压力测量系统检测出的多个压力的平均值，该压力测量系统特别为压差测量系统(13)。
9.根据权利要求6至8中的一项所述的方法
其中还优选为所述封闭房间(2)内的温度连续地或在预设时间和/或基于预设事件被测量，且其中来自由所述压力测量系统检测的压力值的至少一个压力值在方法步骤v)中通过考虑所测量的温度被确定，该压力测量系统特别为压差测量系统(13)。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的方法，
其中，当在方法vi)，在方法步骤v)中确定的所述至少一个压力值与所述参考值的比较指示所确定的压力值偏离所述参考值超出可预定义的容限，警告消息被发出。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的方法，
其中在方法步骤iv)中每单位时间引入至所述封闭房间(2)的气体的总量优选为借助于体积流量测量系统(14)连续地或在预设时间或基于预设事件被检测。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的方法，
其中，所述减氧系统(1)还包括至少一个可控制性地配置的再循环风扇(9.1，9.2)，该再循环风扇(9.1，9.2)用于来自所述封闭房间(2)的环境空气或新鲜空气的可切换供应和交替供应，且其中为了实现方法步骤iii)，所述至少一个再循环风扇(9.1，9.2)被控制，使得新鲜空气被引入至所述封闭房间(2)。
13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的方法，
其中所述减氧系统(1)还包括控制单元，其中所述控制单元被设计为设置所述气体分离系统(3；3.1，3.2)的氮气纯度至预设的或可预定义的值，在方法步骤iii)的实现期间，该预设的或可预定义的值与被保护的气体的浓度相一致或高于被保护的气体的浓度。
14.一种用于设置和保持封闭房间(2)的空间气体中的可预定义的氧气含量的减氧系统(1)，该氧气含量相比于正常环境空气有所减少，其中所述减氧系统(1)包括以下内容：
压缩机系统(4；4.1，4.2)，用于压缩至少含有氮气和氧气的初始气体混合物；
气体分离系统(3；3.1，3.2)，在所述压缩机系统(4；4.1，4.2)的下游，用于分离所述初始气体混合物中含有的至少部分氧气和用于在所述气体分离系统(3；3.1，3.2)的出口提供富氮气体，其中所述气体分离系统(3；3.1，3.2)的出口流动连接或可连接至所述封闭房间(2)；以及
压差测量系统(13)，用于确定在所述封闭房间(2)内的相比于外部压力的设置压力，
其中，还提供了具有用于实现根据权利要求1所述的方法的对应顺序控制的控制装置(50)。

Claims (14)

1.一种用于确定和/或监控配备有减氧系统(1)的封闭房间(2)的气密性的方法，在所述封闭房间(2)的空间气体中优选为可预定义的且相比于正常环境空气有所减少的至少一种氧气含量能够通过引入氧气置换气体而被设置和保持，其中所述减氧系统(1)包括用于压缩至少含有氮气和氧气的初始气体混合物的压缩机系统(4；4.1，4.2)和所述压缩机系统(4；4.1，4.2)的下游的气体分离系统(3；3.1，3.2)，该气体分离系统(3；3.1，3.2)用于分离所述初始气体混合物中含有的至少部分氧气和用于在所述气体分离系统(3；3.1，3.2)的出口提供富氮气体，该富氮气体能够被供应至所述封闭房间(2)以设置和/或保持减少的氧气水平，其中所述方法包括以下方法步骤：
i)提供来自所述封闭房间(2)的外部的新鲜空气作为所述初始气体混合物；
ii)在所述减氧系统(1)的所述压缩机系统(4；4.1，4.2)中压缩所提供的新鲜空气；
iii)将所压缩的新鲜空气供应至所述减氧系统(1)的所述气体分离系统(3；3.1，3.2)，并在所述气体分离系统(3；3.1，3.2)中分离所述新鲜空气中含有的至少部分氧气，使得在所述气体分离系统(3；3.1，3.2)的出口提供富氮气体；
iv)将在所述气体分离系统(3；3.1，3.2)的出口提供的所述富氮气体引入至所述封闭房间(2)中；
v)确定所述封闭房间(2)中占主导地位的压力或在所述封闭房间(2)中相对于所述环境空气压力设置的压力；
vi)将在方法步骤v)中确定的至少一个压差值与对应的参考值比较；以及
vii)评价在方法步骤vi)中获取的比较结果，其中根据所确定的压差值与各自的参考值之间的偏差量，能够做出关于所述封闭房间(2)的气密性的陈述和/或能够做出关于随时间变化的所述封闭房间(2)的气密性的陈述。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中在方法步骤iv)中，除了在所述气体分离系统(3；3.1，3.2)的出口提供的所述气体外，所述减氧系统(1)的新鲜空气换气系统(15)和/或所述减氧系统(1)的压缩机系统(4；4.1，4.2)优选为将新鲜空气引入至所述封闭房间(2)，
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中在方法步骤iv)中引入至所述封闭房间(2)的所有气体是优选为连续且以恒定流速被引入，其中相对体积流速(Qrel)是体积流速Q与房间体积和空气交换率的乘积的比率，优选为假定在0.2至0.9之间的值，且更为优选为在0.34至0.67之间的值。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，
其中方法步骤v)与方法步骤iv)同时发生或时间上至少部分重叠地发生。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，
其中，当以恒定流速(Q)连续供应气体时，在方法步骤v)中确定的所述至少一个压力值与相对于所述环境空气压力的在所述封闭房间(2)中设置的压差在数值上对应。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，
其中在方法步骤v)中确定的所述至少一个压力值借助于压力测量系统被检测，该压力测量系统特别为压差测量系统(13)。
7.根据权利要求6所述的方法，
其中，在方法步骤v)中确定的所述至少一个压力值在当以恒定体积流速(Q)连续供应气体、在所述封闭房间(2)内的压力的时间变化没有超出预设的或可预定义的上限阈值时，和/或当多个所检测的压力值之间的差异不超出预设的或可预定义的阈值时的时间点被检测。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，
其中在方法步骤v)中确定的所述至少一个压力值对应于由压力测量系统检测出的多个压力的平均值，该压力测量系统特别为压差测量系统(13)。
9.根据权利要求6至8中的一项所述的方法
其中还优选为所述封闭房间(2)内的温度连续地或在预设时间和/或基于预设事件被测量，且其中来自由所述压力测量系统检测的压力值的至少一个压力值在方法步骤v)中通过考虑所测量的温度被确定，该压力测量系统特别为压差测量系统(13)。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的方法，
其中，当在方法vi)，在方法步骤v)中确定的所述至少一个压力值与所述参考值的比较指示所确定的压力值偏离所述参考值超出可预定义的容限，警告消息被发出。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的方法，
其中在方法步骤iv)中每单位时间引入至所述封闭房间(2)的气体的总量优选为借助于体积流量测量系统(14)连续地或在预设时间或基于预设事件被检测。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的方法，
其中，所述减氧系统(1)还包括至少一个可控制性地配置的再循环风扇(9.1，9.2)，该再循环风扇(9.1，9.2)用于来自所述封闭房间(2)的环境空气或新鲜空气的可切换供应和交替供应，且其中为了实现方法步骤iii)，所述至少一个再循环风扇(9.1，9.2)被控制，使得新鲜空气被引入至所述封闭房间(2)。
13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的方法，
其中所述减氧系统(1)还包括控制单元，其中所述控制单元被设计为设置所述气体分离系统(3；3.1，3.2)的氮气纯度至预设的或可预定义的值，在方法步骤iii)的实现期间，该预设的或可预定义的值与被保护的气体的浓度相一致或高于被保护的气体的浓度。
14.一种用于设置和保持封闭房间(2)的空间气体中的可预定义的氧气含量的减氧系统(1)，该氧气含量相比于正常环境空气有所减少，其中所述减氧系统(1)包括以下内容：
压缩机系统(4；4.1，4.2)，用于压缩至少含有氮气和氧气的初始气体混合物；
气体分离系统(3；3.1，3.2)，在所述压缩机系统(4；4.1，4.2)的下游，用于分离所述初始气体混合物中含有的至少部分氧气和用于在所述气体分离系统(3；3.1，3.2)的出口提供富氮气体，其中所述气体分离系统(3；3.1，3.2)的出口流动连接或可连接至所述封闭房间(2)；以及
压差测量系统(13)，用于确定在所述封闭房间(2)内的相比于外部压力的设置压力，
其中，还提供了在根据权利要求1所述的方法的实现中被设计为控制所述减氧系统(1)的控制装置(50)。
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