DE102005023101A1

DE102005023101A1 - Verfahren zum Einbringen eines Inertgases und Anlage zum Inertisieren

Info

Publication number: DE102005023101A1
Application number: DE200510023101
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. Baumann
Original assignee: Minimax GmbH and Co KG
Current assignee: Minimax GmbH and Co KG
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2025-05-14
Also published as: DE102005023101B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen eines Inertgases in einen umschlossenen Raum, wobei das komprimierte Inertgas mit annähernd konstantem Durchsatz in den Lösch- oder Schutzbereich geleitet wird und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens. DOLLAR A Die Lösung hat den Vorteil, daß Inertgasanlagen auch in druckempfindlichen Bereichen einsetzbar sind und hohe Anfangsdurchsätze des Inertgases vermieden werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches und eine Anlage zur Inertisierung.
Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo Schutzbereiche vorhanden sind, in denen Brände ausbrechen können und das Verhindern und Löschen von Bränden in der Weise erfolgt, daß eine löschfähige Inertgaskonzentration aufgebaut und im vorgesehenen Raum gehalten wird.

Verdichtete Inertgase für Löschanlagen werden in der Regel in Druckgasflaschen gelagert. als Inertgas kommen Löschgase wie Stickstoff, Argon, Kohlendioxid oder andere Inertgase und deren Gemische zum Einsatz. Entsprechende Verfahren und Vorrichtungen sind nach dem Stand der Technik bekannt. Die zu inertisierenden Räume können auch miteinander verbundene Raumsysteme sein.

So beschreibt DE 100 33 650 A1 eine Anlage und ein Verfahren zum Lagern und/oder Verarbeiten von Gegenständen unter inerten Bedingungen, wie es für Lagerräume, Archive oder Produktbereiche zwecks vorbeugenden Brandschutzes mittels einer sauerstoffreduzierenden Atmosphäre angewandt wird. Erfindungsgemäß ist dem Inertgasraum eine Inertisierungsschleuse vorgeschaltet, in der zu lagernde oder verarbeitende Gegenstände vorerst eingeführt werden und in der sodann ein Verfahren zum Spülen und Verdrängen mittels Inertgases erfolgt.

In DE 100 18 181 B4 wird ein Verfahren und eine Anlage zur Notinertisierung beschrieben, bei dem beim Eintritt eines vorbestimmten Ereignisses eine Gaszuleitung zum Objekt geöffnet und das Objekt mit Inertgas aus einem Vorratsbehälter geströmt wird, wobei nach Öffnung der Gaszuleitung der durch die Gaszuleitung geleitete Gasdurchfluß erfaßt wird. Die Erfassung des Gasdurchflusses erfolgt nach Ablauf einer vorbestimmten Anlaufzeit kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen, wobei bei Unterschreiten eines vorbestimmten Durchflußwertes ein Warmsignal abgegeben wird.

Aus DE 198 11 851 C2 ist ein Inertisierungsverfahren zur Brandverhütung und -löschung in geschlossenen Räumen bekannt, bei dem vorgesehen ist, den Sauerstoffgehalt in einem umschlossenen Raum auf ein bestimmtes Grundinertisierungsniveau abzusenken und im Falle eines Brandes rasch auf ein bestimmtes Vollinertisierungsniveau weiter abzusenken.

Ein sauerstoffverdrängendes Gas wird plötzlich in Räume eingeleitet, bis ein Vollinertisierungsniveau eingetreten ist.

Allen drei Dokumenten ist gemeinsam, daß nach Öffnen der Druckgasflaschen eine Entspannung des Inertgases erfolgt und das Inertgas, das zum Beispiel über Sammelrohr, Hauptleitung, Druckreduzierungseinrichtung und Düsenrohrnetzen zu den Düsen und in den Schutzbereich gelangen.

Der Druck in den Behältern nimmt bei Entspannung kontinuierlich ab, auch der Gasdurchsatz verringert sich ständig. Um einen unzulässigen Druckanstieg im Schutzbereich zu verhindern, muß ständig genauso viel Gasvolumen aus dem Schutzbereich in die Atmosphäre entlassen werden wie gleichzeitig über die Düsen einströmt, dies erfolgt über sogenannte Druckentlastungen. Die Druckentlastung kann z. B. über gewichtsbelastete Klappen direkt ins Freie oder z. B. über Kanäle mit pneumatisch/motorisch gesteuerten Klappen erfolgen. Der Durchsatz des Gasvolumens über die Druckentlastung oder über das Druckentlastungssystem ist gleich dem Gasdurchsatz der Löschanlage und somit auch unstetig.

Damit eine schnelle Löschung eingeleitet wird, muß der Inertgasvorrat, bzw. der größte Teil, in einer definierten Zeit in einen Schutzbereich gefördert werden. Um dieses zu erreichen wird die Anlage mit einem sehr hohen Anfangsdurchsatz projektiert.

Gegen Ende der Entnahme beträgt der Gasdurchsatz nur einen Bruchteil des Anfangsgasdurchsatzes. Für die Löschanlage ist das kein Problem, jedoch muß die Druckentlastung oder das Druckentlastungssystem auch auf den sehr hohen Anfangsgasdurchsatz dimensioniert werden. Dieses führt zu einem erheblichen Aufwand bei der Druckentlastung oder macht die Installation von Inertgaslöschanlagen in druckempfindlichen Schutzbereichen unmöglich.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Möglichkeiten zu schaffen, daß eine Anlage zum Einbringen von Inertgas auch in druckempfindlichen Bereichen einsetzbar ist und hohe Anfangsdurchsätze des Inertgases vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach den Merkmalen des ersten Patentanspruches und eine Anlage entsprechend den Merkmalen des Patentanspruches 7 gelöst.

Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, daß im Falle eines Brandes das komprimierte Inertgas mit annähernd konstantem Durchsatz in einem Lösch- oder Schutzbereich geleitet wird. Dazu ist es erforderlich, eine Durchsatzbegrenzungseinheit zwischen den Löschdüsen und dem Inertgaslspeicher anzuordnen. Im Lösch- oder Schutzbereich kann ein definierter Druck eingestellt werden..

Mit diesem neuen Verfahren und der Anlage zum Einbringen von Inertgas in von Schutzbereichen ist es möglich, die Inertisierung mit einem annähernd stetigen Gasdurchsatz durchzuführen. Der Gasdurchsatz kann an die Druckentlastung angepaßt oder die Leistung des Zu- und/oder Ab- und/oder Umluftsystems kann mit der Anlage abgestimmt werden. Auf diese Weise lassen sich mit Hilfe von geregelten Zu- und/oder Ab- und/oder Umluftsystemen in dem Schutzbereich definierte Drücke realisieren, die auch während der Eingabe von Inertgas aufrechterhalten werden können.

Muß der Schutzbereich mit einem definierten Über- oder Unterdruck betrieben werden, kann die Inertgaskonzentration durch Leckagen abfallen. Um diese Leckagen auszugleichen, wird durch einen zweiten Inertgasvorrat das abfließende Inertgas ersetzt, der Gasdurchsatz wird der Leckagerate und der Inertgaskonzentration angepaßt. Mittels Hauptinertgasstromes wird innerhalb kürzester Zeit der optimale Aufbau einer vorgegebenen Inertgaskonzentration geregelt. Ein Halteinertisierungsstrom, in dem eine Durchsatzbegrenzungseinheit angeordnet ist, regelt kleinere Inertgasdurchsätze zur Aufrechterhaltung der Inertgaskonzentration.

Das Inertgas für die Haupt- und Halteinsertisierung wird komprimiert in Druckbehälter oder Druckgasbehälter gelagert. Nach dem Öffnen der Druckgasflaschen wird das Inertgas über ein Rohrsystem zu der(n) Durchsatzbegrenzungseinheit(en) geleitet. Danach gelangt das Inertgas ins Düsenrohrnetz und wird über Düsen in den Schutzbereich eingeleitet und verteilt. Über das Zu- und/oder Ab- und/oder Umluftsystem wird die Druckentlastung vorgenommen und das überschüssige Gasvolumen entweicht in die Atmosphäre. Darf das überschüssige Gasvolumen ungefiltert in die Atmosphäre entweichen, kann die Druckentlastung auch über Druckentlastungsklappen geführt werden.

Das Hauptinertisierungssystem wird so ausgelegt, daß die erforderliche Inertgaskonzentration in einem definierten Zeitraum aufgebaut wird.

Der Raumdruck wird beispielsweise über eine Differenzdruckmessung, zwei Absolutdruckmessungen oder einfach Druckmesser für die Steuerung erfaßt, diese steuert das Zu- und/oder Ab- und/oder Umluftsystem, so daß ein definierter Raumdruck gehalten wird. Es werden entsprechend der notwendigen Logik und Luftleistung die Zu- und/oder Ab- und/oder Umluftanlage angesteuert.

Für den Bau und die Funktion der Anlage sind unterschiedliche Ausführungen und Betriebsweisen denkbar, indem Inertgasspeicher für die Haupt- und Halteeinheit, Ventilator in der Zu- oder/und Abluftleitung angeordnet sind und deren Funktionsweise unterschiedlich miteinander kombinierbar sind. Die Durchsatzbegrenzungseinheit kann zwischen den Löschdüsen und der Haupteinheit angeordnet sein, wobei ein Ventilator in der Abgasleitung angeordnet ist. Die Druckgasbegrenzungseinheit kann zwischen den Löschdüsen der Halteeinheit angeordnet sein, wobei in der Abluftleitung ein Ventilator angeordnet. Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß die Durchsatzbegrenzungseinheit zwischen den Löschdüsen und der Inertgasspeicher für die Haupteinheit angeordnet ist und sich in der Zuleitung des zu inertisierenden Raumes ein Ventilator befindet. Letztendlich besteht auch die Möglichkeit, die Durchsatzbegrenzungseinheit zwischen den Löschdüsen und den Inertgasspeicher für die Halteeinrichtung anzuordnen und in der Zuleitung einen Ventilator.

Eine vorteilhafte Möglichkeit ist es, mehrere Inertgasspeicher für die Haupteinheiten und mehrere Durchsatzbegrenzungseinheiten parallel zu schalten. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, mehrere Inertgasspeicher für die Halteeinheiten und mehrere Durchsatzbegrenzungseinheiten parallel zu schalten.

Durch den vorhandenen geregelten Über- oder Unterdruck im Schutzbereich wird über Leckageflächen in dessen Hülle, Atmosphäre des Schutzbereiches mit der Umgebung ausgetauscht. Um ein Absinken der Inertgaskonzentration nach der Hauptinertisierung unter den gewünschten Minimalwert zu verhindern, kann ein weiterer Inertgasvorrat für eine Halteinertisierung vorgesehen werden. Dieser Vorrat wird so dimensioniert, daß genug Inertgas für die gewünschte Haltezeit vorhanden ist. Der Vorrat wird über eine eigene Durchsatzbegrenzungseinheit zu dem Schutzbereich geleitet. Es kann das selbe Düsenrohrnetz wie für die Hauptinertisierungsanlage oder ein separates Düsenrohrnetz verwendet werden.

Im Folgenden wird die Erfindung an vier Figuren und einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Figuren zeigen beispielhaft:
1: Aufbau und Funktionsschema der Anlage ohne Lüfter
2: Aufbau und Funktionsschema der Anlage mit einem Lüfter in der Zuluftleitung
3: Aufbau und Funktionsschema der Anlage mit einem Lüfter in der Abluftleitung
4: Aufbau und Funktionsschema der Anlage mit einem Lüfter in der Umluftleitung
Die 1 zeigt den zu inertisierenden Raum 1, in dem Löschdüsen 2 angeordnet sind, die durch eine Zuleitung 3 mit der Haupteinheit 7 und der Halteeinheit 8 verbunden sind, wobei zwischen den Löschdüsen 2 und den Haupt- und Halteeinheiten 7, 8 Durchsatzbegrenzungseinheiten 6 angeordnet sind. Durch einen Melder 15 wird der Raum 1 überwacht. Der Melder 15 ist mit einer Melde- und Steuerzentrale 10 verbunden, die im Fall eines Brandes bzw. eines Brandrisikos ein Signal 16 zum Öffnen der Haupt- oder Halteeinheit 7, 8 gibt. Der einzuhaltende Raumdruck wird von einem Differenzdruckgerät 17 erfaßt und über eine Steuereinheit 11 der Lüftungsanlage geregelt. Der Volumenstrom der Abluft 14 muß immer dem Volumenstrom der Zuluft 13 plus dem Volumenstrom der Leckage 13 und den Strömen der Haupt- oder der Halteinertisierung 7, 8 entsprechen. Sofern ein Unterdruck im zu inertisierenden Raum eingestellt werden soll, wird, wie das aus 3 ersichtlich ist, ein Ventilator 9 in der Abluftleitung 5 installiert, so daß ein Innendruck im inertisierten Raum eingestellt werden kann, der unter dem Umgebungsdruck liegt. Sofern im inertisierten Raum 1 ein Überdruck herrschen soll, kann das beispielsweise über einen Ventilator 9 in der Zuluftleitung 4 eingestellt werden.
Die 4 zeigt eine Umluftanlage 18 mit Ventilator 9, die zwischen der Öffnung 4 für die Zuluft 13 und Öffnung 5 für die Abluft 14 angeordnet ist.

1: Schutzbereich, Raum
2: Löschdüse
3: Zuleitung für 2
4: Zuluftleitung
5: Abluftleitung
6: Durchsatzbegrenzungseinheit
7: Inertgasspeicher für Haupteinheit
8: Inertgasspeicher für Halteeinheit
9: Ventilator
10: Melde-/Steuerzentrale
11: Steuereinheit Lüftungsanlage
12: Leckage
13: Zuluftvolumen
14: Abluftvolumen
15: Gefahren-/Brandmelder
16: Signal zum Öffnen des Inertgasvorrates
17: Differenzdruckmeßgerät
18: Umluftanlage

Claims

Verfahren zum Einbringen eines Inertgases in einen umschlossenen Raum, gekennzeichnet dadurch, daß das komprimierte Inertgas mit definiertem Durchsatz in den Lösch- oder Schutzbereich geleitet wird und ein vorgesehener Raumdruck nahezu eingehalten bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein definierter Druck im Schutzbereich eingestellt wird, indem der Inertgasdurchsatz in Abstimmung mit der Zuluftanlage geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein definierter Druck im Schutzbereich eingestellt wird, indem der Inertgasdurchsatz in Abstimmung mit der Abluftanlage geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein definierter Druck im Schutzbereich eingestellt wird, indem der Inertgasdurchsatz in Abstimmung mit der Umluftanlage geregelt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz des Hauptgasstromes geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz des Halteinertgasstromes geregelt wird.
Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, bestehend aus dem umschlossenen Raum (1) mit Löschdüsen (2), deren Zuleitung (3), dem Melder (15), der Melde-/Steuerzentrale (10), der Zuluft – (4) und Abluftleitung (5), dadurch gekennzeichnet, daß eine Durchsatzbegrenzungseinheit (6) zwischen den Löschdüsen (2) und einem Inertgasspeicher angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgasspeicher eine Haupteinheit (7) und eine Halteeinheit (8) angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilator (9) in der Zu- oder/und Abluftleitung (4, 5) angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchsatzbegrenzungseinheit (6) zwischen den Löschdüsen (2) und einem Speicher für die Haupteinheit (7) und in der Abluftleitung (5) ein Ventilator (9) angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchsatzbegrenzungseinheit (6) zwischen den Löschdüsen (2) und einer Speicher für die Halteeinheit (8) und in der Abluftleitung (5) ein Ventilator (9) angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchsatzbegrenzungseinheit (6) zwischen den Löschdüsen (2) und einem Speicher für die Haupteinheit (7) und in der Zuluftleitung (4) ein Ventilator (9) angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchsatzbegrenzungseinheit (6) zwischen den Löschdüsen (2) und einem Speicher für die Halteeinheit (8) und in der Zuluftleitung (4) ein Ventilator (9) angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Inertgasspeicher für die Haupteinheit (7) des einem oder mehreren Druckbehältern oder Druckgasbehältern bestehen
Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Inertgasspeicher für die Haupteinheit (7) und mehrere Durchsatzbegrenzungseinheiten (6) parallel geschaltet sind.
Inertisierungsanlage nach Anspruch 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Inertgasspeicher für die Halteeineheit (8) einem oder mehreren Druckbehältern oder Druckgasbehältern bestehen.
Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Inertgasspeicher für die Halteeinheit (8) und mehrere Durchsatzbegrenzungseinheiten (6) parallel geschaltet sind.
Anlage nach den Ansprüchen 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertisierungsgas ein komprimiertes Gas wie Argon, Stickstoff, Kohlendioxid oder andere Inertgase oder ein Gemisch aus diesen Gasen verwendet wird.
Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchsatzbegrenzungseinheit (6) ein regelbares Ventil darstellt.
Inertisierungsanlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß für die Halteinertisierungsanlage dasselbe Düsenrohrnetz wie für die Hauptinertisierungsanlage verwendet wird.
Anlage nach Anspruch 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß für die Halteinertisierungsanlage ein separates Düsenrohrnetz verwendet wird als für die Hauptinertisierungsanlage.
Anlage nach den Ansprüchen 7 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Steuereinheit der Lüftungsanlage (11) und dem inertisierten Raum (1) ein Differenzdruckmeßgerät (17) angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß statt des Differenzdruckmeßgerätes (17) zwei Absolut-Druck-Meßgeräte angeordnet sind.
Anlage nach den Ansprüchen 7 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Hauptinertisierungsanlage eine Standardlöschanlage angeordnet ist.