DE102010013805A1

DE102010013805A1 - Vorrichtung zur Steuerung von Inertgas-Brandlöschanlagen

Info

Publication number: DE102010013805A1
Application number: DE201010013805
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-04-03
Filing date: 2010-04-03
Publication date: 2011-10-06

Abstract

Vorrichtung, ausgebildet als Steuer- und Regelsystem einer Inertgasbrandlöschanlage für Räume in Gebäuden oder weitgehendst geschlossenen Behältern, insbesondere für technische Lagersysteme mit Lift- oder Rotationsfördertechnik.

Description

Bei der Erfindung handelt es sich um die Steuerung von Inertgas-Brandlöschanlagen im praktischen Einsatz in Räumen in Gebäuden, beispielsweise EDV-Räume, sowie geschlossenen technischen Lagersystemen mit Lift- oder Rotationsfördertechnik.
Die in derartigen Bereichen aus dem einschlägigen Stand der Technik eingesetzte, auf dem Brandlöschprinzip „Sauerstoffverdrängung” basierende, Inertgasbrandlöschtechnik ist vielfach praxisbestätigt äußerst wirksam und von den einschlägigen Sachversicherern als Problemlösung anerkannt.
Der materielle Aufwand für derart „konventionelle” Inertgas-Brandlöschtechnik ist einerseits nicht unerheblich, andererseits durch erheblichen Kostenaufwand mit für die Funktion unabdingbaren Zusatzmaßnahmen beaufschlagt.
Letztere umfassen aufwändige Abdichtung (gasdichte Abschottung) sämtlicher den Zielraum umgebenden Außenflächen (Wände/Böden-Decken)/gasdichte Türen und sonstige Öffnungen/automatischer Verschluss von Türen und Bedienungsöffnungen im Einsatzfall/Dichtheitsprüfungen etc.
Alles in allem ein erheblicher Aufwand für einen im Prinzip relativ einfachen technischen Vorgang.
Ziel der Erfindung ist die für konventionelle Inertgas-Brandschutztechnik erforderlichen Herstellungskosten maßgeblich zu reduzieren – insoweit eine effiziente Problemlösung zur Verfügung zu stellen, die ohne Einschränkung der Leistung deutlich geringeren Investitionsaufwand gewährleistet.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe einer Inertgas-Brandlöschanlage (2.0) ist ein gesicherter Brandlöschvorgang eines Entstehungsbrandes in Räumen von Gebäuden oder in Lagerbereichen, beispielsweise geschlossenen technischen Lagersystemen (1.0). Der technische Aufbau konventioneller Brandlöschtechnik (2.0) ist relativ einfach und umfasst: Flaschenbatterie für den Inertgasbedarf der Flutung (3), Flaschenbatterie für den Inertgasbedarf der Nachflutung (4) zur Aufrechterhaltung der durch die Flutung hergestellten Inertgas-Konzentration im Zielraum (1) über vorbestimmbaren Zeitraum. Die Flaschenbatterien (3) (4) sind über ein Rohrsystem (2) (2.1) mit den Inertgasverteilleitungen (Düsenrohre) (2.2) im Zielraum (1) verbunden.
Die Auslösung des Brandlöschvorganges – insoweit der Inertgasflutung – erfolgt durch Detektion von Rauchpartikeln über Rauchgas-Ansaug-System (11) – letzteres ist latent in Betrieb und saugt durch den Ventilator (14) im Rauchgas-Ansaug-System (11) über die Rauchgas-Ansaug-Leitungen (12) sowie deren Ansaug-Düsen (12.1) Luft aus dem Zielraum (1).
Detektiert der Brandsensor im Rauchgas-Ansaug-System (11) Rauchpartikel, erfolgt neben Alarmmeldung Auslösung der Inertgasflutung – hierbei wird die Steuerflasche (5) über die Schaltlogik (6) elektrisch geöffnet – das freigesetzte Inertgas öffnet über die pneumatischen Steuerleitungen (7) die pneumatischen Flaschenventile der Flaschenbatterien Flutung (3) und Nachflutung (4) – das Inertgas strömt über die Inertgaszuleitung (2) durch eine Druckreduzierdüse (10) in die Inertgas-Verteilleitung (2.2) im Zielraum (1), die verdrängte Raumluft wird über die Überdrucköffnungen (18) abgeführt – der Brandlöschvorgang wird eingeleitet – in Folge abgeschlossen – die hergestellte Inertgaskonzentration wird über vorbestimmten Zeitfaktor aufrecht erhalten.
Dieses konventionelle Brandlöschprinzip erfordert gasdichte Ausführung des gesamten Außenbereiches des Zielraumes (1), gesicherter vollautomatischer Verschluss von Bedienungsöffnungen oder Türen im Zielraum (1) – insoweit Maßnahmen mit erheblichem Investitionsaufwand. Außerdem extrem hohe Zuschläge für nicht vorherbestimmbare Überdruckverluste auf den theoretisch ermittelten Inertgasbedarf zur Inertisierung des Zielraumes (1) auf eine Inertgaskonzentration von in der Regel 61 Vol.% – entspricht ca. 8% Restsauerstoff. Nach Sachlage eine verbesserungsfähige Ausgangslage.
Aufgabe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist rationale Anlagetechnik in Form von Optimierung der praxisbewährten Systemtechnik und deren Komponenten in Teilbereichen, im Verbund mit zusätzlichen Komponenten und modifiziertem Funktionsablauf.
Wesentliche Merkmale hierbei sind: Einsatz eines Absperrventils (17) (17.1) mit pneumatischen oder elektrischen Antrieb sowie dessen Steuerung im Zeitraum der Inertgas-Flutung über einen oder mehrere Sauerstoff-O2-Sensoren (15(16) über eine hierauf angepasste Schaltlogik (6).
Ziel dieser Zusatzausstattungen und hiermit verfügbarer Funktionen:

1. bedarfsgerechter, kontrollierter Inertgasbedarf für Flutung (3) und Nachflutung (4) (Wegfall von Sicherheitszuschlägen für Unwägbarkeiten),
2. maßgebliche Reduzierung der Inertgas-Überdruckverluste durch latent überwachten, real erforderlichen Inertgasbedarf,
3. keine Erfordernis von aufwändigen Maßnahmen für gasdichte Abschottung des Zielraumes (1),
4. keine Erfordernis für automatischen Verschluss von Öffnungen im Zielraum (1).

Aus Abs. 3 und 4 resultiert Mehrbedarf an bevorratetem Inertgas – die präzise Überwachung/Steuerung durch den Sauerstoff-O2-Sensor reduziert diese Inertgasbevorratung auf das real erforderliche Mindestmaß. Der diesbezügliche Mehraufwand steht in keinem realistischen Verhältnis zum Aufwand für die hierdurch entfallenden Maßnahmen (Abs. 3 + 4).
Ausführungsbeispiel
Im Zielraum (1) (1.0) sind Sauerstoff-O2-Sensoren (16) positioniert – alternativ hierzu ist ein Sauerstoff-O2-Sensor (15) innerhalb oder angeflanscht im/am Rauchgas-Ansaug-System (11) positioniert. Das Rauchgas-Ansaug-System (11) besitzt neben dem Brandsensor (13) einen Ventilator (14) sowie ein Ansaugrohr (12), das innerhalb des Zielraumes (1) mit Ansaugdüsen (12.1) versehen ist. Das Rauchgas-Ansaug-System (11) ist im Dauerbetrieb – der erfindungsgemäß in dieses System (11) eingebundene Sauerstoff-O2-Sensor (15) detektiert somit Saustoff-O2-Konzentrationen, die identisch denen im Zielraum (1) sind.
In der Inertgas-Zuleitung (2) ist ein Absperrventil (17) mit pneumatischen (7) oder elektrischen (9) Stellantrieb eingesetzt. Über die Schaltlogik (6) sowie die elektrischen Steuerleitungen (9) steht der Sauerstoff-O2-Sensor in Wirkverbindung mit dem elektrischen Stellglied des Absperrventils (17) – alternativ hierzu kann die Wirkverbindung pneumatisch über die, durch die geöffnete Steuerflasche (3) unter Vordruck stehenden, pneumatischen Steuerleitungen (7) und das elektrisch betätigte Magnetventil (8) erfolgen.
Optional kann die Steuerung mit Sauerstoff-O2-Sensor (15) (16) nur für die Inertgas-Nachflutung (4) eingesetzt werden – hierbei ist das Absperrventil (17.1) in der Inertgas-Zuleitung (2.1) eingesetzt – die Steuerfunktionen sind identisch zu primären Option. Eine weitere Option besteht durch direkte Aktivierung (Öffnung) einzelner Inertgasflaschen oder Flaschengruppen (4.1) (4.0) durch den Sauerstoff-O2-Fühler (15). Hierbei sind die Inertgasflaschen mit elektrisch öffnenden Ventilen (19) ausgestattet oder pneumatisch über Magnetventile (8.1) gesteuert.
Bei Branddetektion durch den Rauchsensor (13) erfolgt Inertgasflutung – zeitgleich wird der Sauerstoff-O2-Fühler (15) aktiviert. Systemkonform reduziert sich der Sauerstoffanteil des Gasgemisches im Zielraum (1) von ca. 21% Ausgangslage auf den vorgegebenen Brandschutz-Sollwert, z. B. 8% O2, bei erreichtem Sollwert schließt der Sauerstoff-O2-Fühler (15) das Absperrventil (17) – die Inertgaszufuhr ist unterbrochen – bei nachfolgend ansteigender O2-Konzentration des dann hergestellten Löschgasgemisches, z. B. 8,5% O2, öffnet der O2-Fühler (15) das Absperrventil (17) bis durch zugeführtes Inertgas z. B. 7,5% O2 erreicht sind und schließt das Absperrventil bei diesem, durch Schaltdifferenzen beeinflussten, Grenzwert.

Dieser Zyklus wird über den vorgegebenen Zeitraum (z. B. 10 Minuten) für Aufrechterhaltung der Löschgaskonzentration im Zielraum (1) aufrechterhalten. Bezugszeichen

Fig. 1.0	Zielraum einer Inertgas-Brandlöschanlage (Raum in Gebäude oder geschlossenes Lagersystem)
Fig. 2.0	Technischer Aufbau einer Inertgas-Brandlöschanlage
1	Zielraum (Raum in Gebäude oder geschlossenes Lagersystem)
2	Inertgas-Zuleitung
2.1	Inertgas-Verteilleitung (Nachflutung)
2.2	Inertgas-Verteilleitung (Düsenrohr)
3	Inertgas-Flaschenbatterie (Bedarf-Flutung)
4	Inertgas-Flaschenbatterie (Bedarf-Nachflutung)
4.1	Inertgas-Flaschenbatterie (Bedarf-Nachflutung-Alternative mit elektrischer Auslösung)
5	Steuerflasche (pneumatische Auslösung)
6	Schaltlogik (sämtliche Steuerfunktionen)
7	pneumatische Steuerleitung
8	Magnetventil
8.1	Magnetventil
9	elektrische Steuerleitungen
10	Druckreduzierdüse
11	Rauchgas-Ansaug-System
12	Rauchgas-Ansaug-Leitung
12.1	Rauchgas-Ansaug-Düsen
13	Rauchsensor
14	Ventilator
15	Sauerstoff-O2-Sensor im Rauchgas-Ansaug-System
16	Sauerstoff-O2-Sensor im Zielraum
17	Absperrventil mit pneumatischem oder elektrischem Stellglied in Intertgasleitung
17.1	wie 17 – in alternativer Position (Inertgas-Nachflutung)
18	Überdrucköffnung
19	Inertgas-Flaschenventil – elektrisch betätigt.

Claims

Vorrichtung, ausgebildet als Steuer- und Regelsystem einer Inertgasbrandlöschanlage für Räume in Gebäuden oder weitgehendst geschlossenen Behältern, insbesondere technische Lagersysteme mit Lift- oder Rotationsfördertechnik, gekennzeichnet dadurch, dass im Zielraum der Inertgas-Brandlöschanlage (1) (1.0) Sensoren (16) oder Sonden (12.1) von Sensoren (15) in spezifisch geeigneter Position eingesetzt sind – letztere im Wirkverbund mit einem pneumatisch oder elektrisch gesteuerten Absperrventil (17) (17.1) in der Inertgaszuleitung (2.0) (2.1) oder gleichwertig gesteuerten Ventilen von Inertgasflaschen/Flaschengruppen (4) (4.1) (19) die spezifisch erforderliche (einstellbare) Qualität (Sollwerte) des Inertgasgemisches im Zielraum (1) (mengenabhängig) für den Zeitraum der Inertgasflutung und/oder Inertgasnachflutung bestimmen und herstellen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Sensor(en) Sauerstoff-O2-Sensoren (15) (16) sind und wenigsten ein Sensor (16) im Zielraum (1) der Brandlöschanlage (2.0) in prädestinierter Position eingesetzt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoff-O2-Sensor (15) mit einem Rauchgas-Ansaug-System (RAS) (11) zur Branderkennung und Aktivierung der Brandlöschanlage kombiniert ist – insoweit dem Rauchgas-Ansaug-System (11) in zweiter Funktion Inertgasgemisch-Ansaugung zugeordnet ist – hierbei über die Rauchgas-Ansaug-Leitung (12) und deren Ansaugdüsen (12.1) das durch die Inertgasflutung hergestellte Inertgasgemisch im Zielraum (1) angesaugt und dem Sauerstoff-O2-Sensor (15) zugeführt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoff-O2-Sensor (15), dem latente Betriebsbereitschaft zugeordneten Rauchgas-Ansaug-System (11), bevorzugt nachgeschaltet ist und parallel zur Auslösung der Brandlöschanlage aktiviert wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoff-O2-Sensor (15) während der Inertgas-Flutungsphase des Brandlöschvorganges stetig mit dem sich im Zielraum (1) gleitend einstellenden Löschgasgemisch umspült wird – repräsentativ hergestellt über den Ventilator (14) und Ansaugleitungen (12) mit Ansaugdüsen (12.1) des Rauchgas-Ansaug-Systems (11).
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoff-O2-Sensor (15) (16) über eine Schaltlogik (6) ein pneumatisch oder elektrisch betätigtes Absperrventil (17) in der Inertgaszuleitung (2) (2.1) zum Zielraum (1) in der Funktion AUF-ZU oder gleitend steuert oder regelt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das pneumatisch oder elektrische gesteuertes Absperrventil (17) in der primären Inertgaszuleitung (2) für Flutung und Nachflutung (17) eingesetzt ist oder wahlweise in der Inertgaszuleitung (2.1) für die Nachflutung (17.1).
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoff-O2-Sensor (15) (16) über die Schaltlogik (6) anstelle des pneumatisch oder elektrisch gesteuerten Absperrventiles (17), direkte Inertgasauslösung einzelner Inertgasflaschen mit elektrischer (19) oder pneumatischer (8.1) Auslösung oder Gruppen von Inertgasflaschen (4) (4.1) bewirkt – insoweit Inertgasflutung in vorbestimmbaren Intervallen herstellbar ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der (die) Sauerstoff-O2-Sensor(en) (15) (16) für Leistungsmessungen einer Probeflutung eingesetzt werden – hierbei die Raumpositionen der Sauerstoff-O2-Sensoren (15) (16) oder der Ansaug-Düsen (12) (12.1) auf die Positionen der O2-Messstellen abgestimmt sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ersatzweise für die Steuerung mit Sauerstoffsensoren (15) (16) eine nach Zeitprogramm gesteuerte Inertgasflutung in spezifischen Intervallen zur Problemlösung eingesetzt werden kann.