DE102015112977A1

DE102015112977A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln der Raumluft insbesondere durch geschichtete Filterung

Info

Publication number: DE102015112977A1
Application number: DE102015112977.9A
Authority: DE
Inventors: Oliver Frieters
Original assignee: IVAT GmbH
Current assignee: IVAT GmbH
Priority date: 2015-08-06
Filing date: 2015-08-06
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2035-08-07
Also published as: DE102015112977B4

Abstract

Die bekannte, sogenannte mobile Schichtlüftung oder Schlichtfilterung, wie sie vorzugsweise in Produktionshallen eingesetzt wird, reinigt mittels meist mobil eingesetzter Umluft-Türme die Raumluft oder wälzt sie die wenigstens um. Erfindungsgemäß wird eine solche Schichtlüftung bzw. Schichtlüftungs-Einheit in ihrem Funktionsumfang stark erweitert, indem durch zusätzliche Sensoren 2, 2' und Behandlungsmöglichkeiten nicht nur die Reinigung und Beheizung der Raumluft erfolgen kann, sondern insgesamt sowohl die Temperierung, vorzugsweise auch die Beleuchtung sowie sicherheitstechnische Überwachung eines Raumes 50 durch solche Umluft-Türme einer Schichtlüftungs-Einheit übernommen wird und dadurch separate zusätzliche Systeme für diese Funktionen nicht mehr erforderlich sind.

Description

I. Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft das Behandeln und insbesondere Filtern von Raumluft, insbesondere in Produktionsbetrieben.
II. Technischer Hintergrund
Gerade in den Räumlichkeiten von Produktionsbetrieben, also z. B. Fabrikhallen, in denen durch die dort ablaufenden Bearbeitungsvorgänge Verunreinigungen in die Raumluft gelangen, ist es notwendig, die Raumluft von diesen Verunreinigungen zu befreien, da sie zum einen für die dort arbeitenden Menschen gesundheitsgefährdend sind und teilweise auch eine Gefahrenquelle darstellen, indem sie Staubexplosionen oder Brände auslösen können.
Typische Anwendungsfälle sind Produktionsbetriebe, in denen Werkstücke zersägt oder geschliffen werden, wie beispielsweise holzverarbeitende Betriebe, wobei vor allem der Schleifstaub sehr leicht in die Raumluft gelangt.
Ein typischer anderer Anwendungsfall sind Betriebe, in denen Metalle geschweißt werden, und beim Schweißen sowohl kleine Feststoffpartikel sowie dampfförmige oder flüssige Verunreinigungen wie etwa Ölnebel in die Luft gelangen.
Je nach durchgeführtem Arbeitsverfahren können dabei auch andere feste oder nicht feste Verunreinigungen in die Luft gelangen, die aus der Raumluft wieder beseitigt werden müssen.
Eine gängige Möglichkeit besteht darin, die verunreinigte Raumluft zeitaktuell aus dem Gebäude nach außen abzuführen und durch Frischluft zu ersetzen.
Dabei kann die verunreinigte Raumluft erst nach einer entsprechenden Reinigung, in der Regel einer Filterung, in die Umgebung entlassen werden.
Bei dieser Methode müssen sehr große Luftvolumen pro Zeiteinheit bewegt und durch Frischluft ersetzt werden, was allein für die Bewegung der Luftmenge große Energiemengen erfordert.
Vor allem aber geht die in der erwärmten, verunreinigten Raumluft enthaltene Wärme verloren und muss erneut aufgebracht werden zum Aufheizen der Frischluft auf Raumtemperatur, zumindest im Winter. Soll dies vermieden werden, sind zusätzlich aufwändige Wärmetauscheranlagen notwendig.
Die Beheizung von Industriehallen erfolgt häufig durch Einströmen von erwärmter Luft im oberen Bereich der Halle in Richtung nach unten, wobei durch die Bewegungen in der Halle darauf gesetzt wird, dass die erwärmte Luft durch natürliche Zirkulation auch in die niedrigeren Bereiche der Halle strömt was jedoch meist nur bedingt der Fall ist, und deshalb viel von der teuren, erwärmten Luft sich unter der Hallendecke sammelt, aber im Höhenbereich der in der Halle arbeitenden Personen die Temperatur sehr viel niedriger ist aufgrund einer zu geringen Zirkulation.
Für die Reinigung der verunreinigten Raumluft ist es ferner bekannt, die Raumluft direkt an der Entstehung der Verunreinigung, also an der jeweiligen Bearbeitungsstelle, abzusaugen – meist mittels der entsprechend platzierten Absaugöffnungen eines fest verlegten Abluft-Rohrleitungssystems – anstelle großflächiger Absaugung der gesamten Raumluft.
Auch hier steht die Wahlmöglichkeit zur Verfügung, diese abgesaugte und gereinigte Raumluft erneut der Halle zuzuführen oder durch Frischluft zu ersetzen.
Die erneute Zuführung in die Halle erfolgt dabei gegebenenfalls über Ausström-Öffnungen dieses Rohrleitungssystems im oberen Bereich der Halle.
Falls eine Absaugung nicht direkt an der Bearbeitungsstelle, sondern großflächig für die gesamte Raumluft durchgeführt wird, erfolgt auch diese Absaugung über Absaugstellen im oberen Bereich der Halle.
Dies jedoch führt zu einer gegenseitigen Behinderung, indem der nach oben gesaugte Strom an verunreinigter Luft sich in Gegenrichtung zu dem sich von oben nach unten bewegenden Luftstrom an eingeströmter gereinigter Luft bewegt. Wenn Absaug- und Einströmpositionen und -bereiche nicht ausreichend weit voneinander entfernt sind – was wegen der möglichst großflächigen Absaugung und Einströmung häufig der Fall ist – behindern sich die beiden Strömungen gegenseitig und vermindern die Effizienz des gesamten Systems sehr stark.
Aus diesem Grund haben sich in letzter Zeit die sogenannten Schichtfilterungen etabliert, bei denen an einer oder mehreren Stellen in der Halle, meist über dort aufgestellte mobile sogenannte Filtertürme, die Raumluft am oberen Ende des Filterturmes in einer Höhe auf oder über der Kopfhöhe der dort tätigen Menschen abgesaugt wird, im Inneren des Filterturmes gefiltert wird und im unteren Bereich des Filterturmes, also knapp über dem Boden, die gereinigte Luft wieder in den Raum abgegeben wird.
Zum einen werden dadurch einander behindernde Strömungen für Absaugung und Rückströmung in die Halle vermieden, zum anderen wird vor allem die Luft in dem Höhenbereich des Kopfes der in der Halle arbeitenden Menschen gereinigt, wodurch gesundheitliche Beeinträchtigungen der Menschen besonders zuverlässig vermieden werden.
Da diese Filtertürme Ventilatoren, also Gebläse, mit hoher Leistung von beispielsweise 15 KW besitzen, ist es bereits bekannt, die Ventilatoren in dem Filterturm nicht durchgängig konstant laufen zu lassen, sondern deren Leistung automatisch zu steuern in Abhängigkeit des Verschmutzungsgrades der Luft, insbesondere der angesaugten Luft, die mittels in dem Filterturm eingebauter Sensoren gemessen wird.
Dabei ist es auch bekannt, dass ein solcher Filterturm eine Heizung und/oder eine Kühl-Vorrichtung zum temperieren der Luft aufweist, was dann unabhängig, insbesondere ergänzend von der ansonsten vorhandenen Heizanlage oder Kühlanlage der Halle, in der sich der Filterturm befindet, geschehen kann.
Ferner sind bei solchen Filtertürmen auch Sensoren zum Messen der Luftfeuchtigkeit oder der Luftzusammensetzung wie etwa den Sauerstoffgehalt bekannt, ohne jedoch hierüber die Leistung der Gebläse zu Steuern.
III. Darstellung der Erfindung
a) Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere Reinigen, der Raumluft durch geschichtete Belüftung zu schaffen, durch die der Energieverbrauch gegenüber den bisherigen Lösungen gesenkt werden kann.
b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 21 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das Ziel besteht darin, über die generell bekannte Luft-Reinigung und Luft-Temperierung hinaus durch Zusatzfunktionen ein Energie-Management für den gesamten betreffenden Raum z.B. eine Halle, zur Verfügung zu stellen, welches diese Grundfunktionen gezielt so steuert, dass der Energieverbrauch gesenkt wird, und darüber hinaus auch die notwendigen Überwachungs- und Dokumentation-Pflichten zum Zwecke der Einhaltung diverser gesetzlich vorgeschriebener Grenzwerte am Arbeitsplatz zu erfüllt werden.
Ein solches Energie-Management kann durch weitere Funktionen wie Beleuchtungs-Steuerung, Brandmelde-Funktion, Einbruchs-Melder etc. Zu einem vollständigen Hallen-Management ausgebaut werden.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass eine erste Energieeinsparung bereits dadurch erzielt wird, dass die gewünschte Behandlung der Raumluft – beispielsweise deren Reinigung von Schadstoffen oder Partikeln oder deren Beheizung oder Kühlung – nicht permanent und konstant durchgeführt wird, sondern automatisch bedarfsgerecht gesteuert wird in Abhängigkeit von wenigstens einem vom Benutzer vorgegebenen Qualitäts-Parameter der Raumluft.
Beispielsweise wäre im Fall einer vorgesehenen Reinigung als Behandlung der Raumluft der Qualitäts-Parameter der Gehalt des unerwünschten Bestandteiles, beispielsweise Staub oder eines bestimmten Aerosols, in der Raumluft. Als Qualitätsparameter wird also der Gehalt des unerwünschten Stoffes, insbesondere eines Schadstoffes, in der Luft gemessen, und erst bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes die entsprechende Behandlung, zum Beispiel Reinigung, der Raumluft in Gang gesetzt oder verstärkt oder verringert.
Je mehr der gemessene Qualitäts-Parameter jenseits, meist oberhalb, des vorgegebenen Grenzwertes liegt, umso intensiver kann die Behandlung der Raumluft betrieben werden, beispielsweise indem das vorhandene Gebläse zum Fördern der Raumluft durch die entsprechende Behandlungseinheit, zum Beispiel dem später beschriebenen Umlufturm, mit höherer Leistung, in der Regel mit höherer Drehzahl, betrieben wird.
Je nach Qualitäts-Parameter kann auch nicht das Überschreiten, sondern zum Beispiel das Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes dies auslösen, beispielsweise wenn als Qualitäts-Parameter der Sauerstoffgehalt der Raumluft gemessen wird.
Weitere Qualitätsparameter der Raumluft können sein: der Gehalt an bestimmten, gasförmigen, dampfförmigen oder festen (in Form von Partikeln) Stoffen in der Raumluft, die Temperatur der Raumluft und/oder der Außenluft außerhalb des Raumes, die Zusammensetzung der Raumluft, insbesondere deren Gehalt an Sauerstoff und/oder Kohlenmonoxid, die Feuchtigkeit der Raumluft, die Strömungsgeschwindigkeit der Raumluft.
Um die Staubbelastung der Raumluft zu messen, kann insbesondere ein durch die Raumluft zu einer Reflektionsstelle gesandter und reflektierter Lichtstrahl, insbesondere Laserlicht-Strahl benutzt werden, indem die Intensität des empfangenen reflektierten, die Raumluft durchdrungenen, Lichtstrahl es eine Aussage über deren Staubgehalt ermöglicht.
Die gewünschten oder notwendigen Qualitäts-Parameter werden in der Regel immer an der Stelle der Behandlung der Raumluft, die in diesem Fall im Inneren des Behandlungsraumes durchgeführt wird, gemessen, vorzugsweise auf wenigstens zwei verschiedenen Höhen.
Als wird Raum für die Zwecke der vorliegenden Erfindung derjenige Behandlungsraum bezeichnet, dessen Raumluft behandelt werden soll. Vorzugsweise befindet sich die Behandlungsstelle, und damit die körperlich ausgestaltete Behandlungseinheit, an der diese Behandlung durchgeführt wird, innerhalb des Behandlungsraumes. Die Ausdrücke Raum und Behandlungsraum sind also synonym zu verstehen.
Der eine oder die mehreren Qualitäts-Parameter der Raumluft werden darüber hinaus meist auch an mehreren, von der Behandlungsstelle meist weit entfernten Stellen des Raumes gemessen, vorzugsweise ebenfalls an ein und derselben Messstelle auch in unterschiedlichen Höhen, vorzugsweise auch unter der Decke des Raumes und/oder in Bodennähe des Behandlungsraumes..
Die Außentemperatur wird natürlich an einer Stelle außerhalb des Raumes, insbesondere nahe an der Außenseite von Öffnungen des Raumes wie etwa Türen, Toren, Außenluft-Einströmöffnungen und ähnlichem, gemessen.
Häufig ist in dem Behandlungsraum, gerade in einem Industriebetrieb, die Luft mit Staub, insbesondere Feinstaub, belastet, was gemäß der gültigen Arbeitsschutzbestimmungen nur bis zu einem gewissen Staubgehalt zulässig ist.
Der Qualitäts-Parameter, der für die Steuerung der Behandlung, die dann eine Reinigung der Raumluft ist, herangezogen wird, ist der Gehalt der Raumluft an Feststoffpartikeln, sei es gemessen in Form der Anzahl der Partikel oder des Gesamtgewichts der Partikel pro Volumeneinheit der Raumluft.
Die Reinigung erfolgt – vor allem für die Beseitigung des Feinstaubes, also bei einer Partikelgröße von unter 10 µm – durch ein Reinigen, insbesondere ein Filtern, vorzugsweise mehrstufig mittels eines dem Filter vorgeschalteten Schwerkraft-Abscheiders für Feststoff-Partikel, beispielsweise einem Zyklon.
Die Reinigung der Raumluft, welches die Raumluft durch den Filter und gegebenenfalls zuvor auch durch den Zyklon fördert, wird also mittels einer Steuerung des Gebläses, nur dann in Gang gesetzt und betrieben, wenn der vorgegebene Grenzwert für die maximal zulässige Staubbelastung erreicht ist oder annähernd erreicht ist.
Um die Lebensdauer der Filter zu erhöhen und die Wartungsarbeiten zu minimieren, werden die Filter automatisch gereinigt, indem der über dem Filter bei hindurchgeförderter Raumluft auftretende Differenzdruck – als Indikator des Zusetzens der Filter – gemessen wird, und ab eines vorgegebenen Maximalwertes des Differenzdruckes automatisch die Filter gereinigt werden, vorzugsweise indem von Druckluftdüsen Druckluftstöße gegen die Filter abgegeben werden, vorzugsweise entgegen der normalen Strömungsrichtung der Raumluft durch die Filter im Filterbetrieb.
Vorzugsweise wird die Filterreinigung durchgeführt, wenn die Raumluft nicht behandelt wird, also z.B. Das Gebläse, welches die Raumluft durch die Behandlungseinheit fördern soll, stillsteht. Hierfür wird die Reinigung der Raumluft extra unterbrochen, und in diesen Pausen die Filterreinigung durchgeführt, da die Filterreinigung während der laufenden Filterung der Raumluft wesentlich ineffizienter ist.
Vor allem nutzt man jedoch die Pausen in der Reinigung der Raumluft, die ohnehin entstehen, zum Beispiel weil der Gehalt an unerwünschten Stoffen in der Raumluft momentan in einem akzeptablen Bereich liegt, oder weil das Gebläse aus anderen Gründen stillgesetzt ist, beispielsweise weil eine der Öffnungen des Raumes offen steht und während dieser Zeit weder eine Temperierung noch eine Reinigung der Raumluft sinnvoll ist.
Des Weiteren kann durch Leistungsregelung des Gebläses, welches die Raumluft durch den Filter transportiert, das Zusetzen des Filters kompensiert werden, indem die Förderleistung des Gebläse des erhöht wird, insbesondere in einem solchen Maß mit zunehmenden Zusetzen des Filters, dass immer noch die gewünschte Soll-Menge pro Zeiteinheit an Raumluft durch den Filter transportiert wird.
Ein plötzlich stark abfallender Differenzdruck deutet weiterhin auf einen Filterbruch hin, und bewirkt das Abgeben eines Warnsignals an den Bediener.
Falls in dem Behandlungsraum auch Funken auftreten können, kann auch das Vorhandensein und insbesondere die Anzahl von in der behandelten Raumluft enthaltenen Funken detektiert werden.
Da Funken glühende Feststoff-Partikel sind, die allerdings in der Regel eine so große Masse aufweisen, dass sie mittels Schwerkraftabscheidung wie etwa mit einem Zyklon, aus der Raumluft entfernt werden können, werden die aus dem mittels der Schwerkraftabscheidung ausgeschiedenen Partikel in eine separate Ablage für heiße Feststoffpartikel gesammelt, sobald in der Raumluft Funken festgestellt werden, also insbesondere Partikel, deren Temperatur oberhalb eines festgelegten Grenzwertes liegt.
In dieser, vorzugsweise in jeder, Ablage für Feststoff-Partikel wird vorzugsweise der Füllstand überwacht, und bei Erreichen eines bestimmten Füllstandes ein Signal an den Bediener abgegeben, um die Ablage zu leeren.
Vorzugsweise kann auch die Temperatur in der Ablage für die heißen und/oder kalten Partikel überwacht werden, und bei Überschreiten eines Temperatur-Grenzwertes ein Alarmsignal abgegeben werden, da dies auf eine Entzündung in der Ablage hindeutet.
Durch Temperaturüberwachung auch abseits der Behandlungsstelle, an davon auch weit entfernten Stellen innerhalb des Behandlungsraumes, kann über die Behandlung der Raumluft hinaus eine Sicherheitsfunktion erreicht werden:
So können im Raum verteilt angeordnete Temperatursensoren und/oder Wärmebild-Kameras die jeweilige Temperatur ermitteln und falls diese über einem bestimmten Grenzwert liegt, ein Alarmsignal abgeben.
Je nach festgelegtem Grenzwert können die gemessenen Temperaturen entweder auf eine unzulässige Erwärmung und die Gefahr eines Brandes oder eines bereits entstandenen Brandes hindeuten oder auch nur auf eine im Einsatz befindliche Maschine oder andere Bearbeitungseinheit, die jedoch dann in der Regel überprüft werden soll aufgrund des Alarmsignals.
Falls die Überwachung – zum Beispiel der Temperatur an bestimmten Stellen des Behandlungsraumes – auch auf hinterlegte, zum Beispiel Schichtzeiten oder Arbeitszeiten in dem Behandlungsraum zurückgreifen kann, ist bekannt, wann solche Wärmequellen und Temperaturen in dem Behandlungsraum nicht auftreten sollten, und ein entsprechendes Warnsignal würde dann erzeugt werden.
Ebenfalls eine Sicherheitsfunktion kann erreicht werden durch die Überwachung von Zugängen in den Behandlungsraum, indem der Öffnungs- und Schließzustandes von Türen, Toren, Fenstern und Oberlichten in dem Behandlungsraum überwacht wird und ebenfalls an eine Steuerung der Behandlungseinheit gemeldet wird.
Bei hinterlegten Arbeitszeiten oder Schichtzeiten, in denen gearbeitet wird, kann bei Feststellen einer Öffnung zu einem Zeitpunkt außerhalb der Arbeitszeit ein Warnsignal abgegeben werden, da in diesen Zeiten alle Zugänge zum Behandlungsraum in der Regel geschlossen sein sollten.
Ebenso kann die Anwesenheit einer Wärmequelle, insbesondere eines Menschen, im Behandlungsraum mittels eines Wärme-Sensors detektiert werden, oder auch mittels eines Bewegungsmelders, und insbesondere außerhalb der Arbeitszeiten zur Abgabe eines Warnsignals durch die Steuerung führen.
Eine zweite wichtige Behandlungsart der Raumluft ist das Temperieren, also Erwärmen oder Kühlen, der Raumluft.
Je nachdem, ob in dem Behandlungsraum bereits eine von der erfindungsgemäßen Behandlungseinheit unabhängige, in der Regel fest installierte, Heiz- oder Kühlvorrichtung vorhanden ist, kann mittels der erfindungsgemäßen, in der Regel mobilen, Behandlungseinheit das Beheizen oder Kühlen der Raumluft unterstützt werden oder als einzige Temperierungsquelle im Behandlungsraum benutzt werden:
Erfindungsgemäß wird die Raumluft mittels eines Wärmetauschers, über welchen die Raumluft geführt wird, und der von einem Temperier-Medium, in aller Regel Wasser, durchströmt wird, temperiert. Für das umschalten von kühlen aufheizen, wird mittels entsprechender Angesteuerterschieber vor oder nach dem Wärmetauscher die durch Strömung des Wärmetauscher das mit einem Kühl-Medium oder einem Heiz-Medium abwechselnd freigegeben
Vorzugsweise wird zum Kühlen der Raumluft der Wärmetauscher von Leitungswasser, welches in der Regel eine Temperatur von um die 10° Celsius besitzt, durchströmt oder von einem Temperier-Medium, meist ebenfalls Wasser, welches außerhalb des Behandlungsraumes durch eine spezielle Kühlanlage auf eine Temperatur unterhalb der Lufttemperatur im Behandlungsraum herunter gekühlt wurde.
Solche Anlagen sind beispielsweise so genannte Kaltwassersätze, die auf Dächern von Industriebetrieben und Gewerbegebäuden eingesetzt werden können und durch den die Temperatur des sie durchströmenden Temperier-Mediums wie etwa Wasser abgesenkt wird, wofür dort, also an der Stelle, an der die Temperatur abgesenkt wird, ebenfalls ein Gebläse vorhanden ist, welches die Außenluft über eine dortige Wärmetauscher-Einheit führt. Von der Steuerung der Behandlungseinheit aus kann dieses dortige Gebläse gesteuert werden, insbesondere in Abhängigkeit von der zusätzlich gemessenen Temperatur des kühl-Mediums, insbesondere des Wassers, welches der Raumluft-Behandlungseinheit zugeführt wird, als auch in Abhängigkeit der Außentemperatur, hierfür ebenfalls gemessen wird.
Zum Beheizen der Raumluft wird der Wärmetauscher, der die Raumluft temperiert, von einem Temperier-Medium durchströmt, dessen Temperatur höher liegt als die momentane Temperatur der Raumluft im Behandlungsraum, also einem Heiz-Medium, insbesondere heißem Wasser.
Dies kann heißes Wasser sein, welches beispielsweise durch Verbrennen eines Primär-Brennstoffes wie Öl, Gas, Holz oder Kohle aufgeheizt wurde, beispielsweise in der in dem Gebäude des Behandlungsraumes in der Regel fest montierten Heizanlage, oder auf andere Art und Weise.
Insbesondere kann als Wärmequelle die warme Abluft von Maschinen außerhalb des Behandlungsraumes genutzt werden, die mit einem entsprechenden Kühlsystem ausgestattet sind, welches in der Regel von einem speziellen Kühlmittel durchströmt wird.
So kann beispielsweise der Kompressor eines in jedem Produktionsbetrieb vorhandenen Druckluftnetzes seine Abwärme über einen ersten Wärmetauscher von seinem speziellen Kühlmittel an das Heiz-Medium abgeben, welches den Wärmetauscher im Behandlungsraum in der erfindungsgemäßen Behandlungseinheit durchströmt. Gerade die Abwärme von Druckluft-Kompressoren ist so groß, dass damit selbst große Hallen in Produktionsbetrieben vollständig beheizt werden können.
Dies kann insbesondere für die Aufheizung der Raumluft vor Beginn der Arbeitszeit genutzt werden:
So kann vor Arbeitsbeginn eine Reinigung der Filter erfolgen, wofür Druckluft aus dem Druckluftnetz des Raumes benötigt wird. Des Weiteren wird in der Regel der während der Unterbrechung, insbesondere über Nacht, im Druckbehälter des Druckluftnetzes abgefallene Druck wieder auf Solldruck erhöht werden.
Für beide Zwecke muss der Kompressor des Druckluftnetzes bereits vor Arbeitsbeginn in Gang gesetzt werden, der sich dadurch aufheizt und ebenfalls das spezielle Kühlmedium in seinem Kühlkreislauf, so dass dadurch bereits vor Arbeitsbeginn Abwärme zur Verfügung steht, die für die Beheizung der Raumluft bereits vor Arbeitsbeginn ohne weitere Zusatzkosten genutzt werden kann.
Auch andere Maschinen, die Abwärme liefern, können als Wärmequelle benutzt werden, beispielsweise Brikettierpressen, mit denen Metalle-Späne aus der zerspannenden Metall-Bearbeitung zusammengepresst und dabei das daran anhaftende, durch den Bearbeitungs-Prozess erhitzte, Schmiermittel entfernt wird. Dieses erhitzte Schmiermittel kann seine Wärme in einem Wärmetauscher an das Heiz-Medium für die Raumluft abgeben, und zu diesem Zweck kann auch der Betrieb der die Abwärme liefernden Maschine, beispielsweise der Brikettierpresse, von der Behandlungseinheit aus hinsichtlich seiner Betriebszeiten und seiner Leistung gesteuert werden, sofern dies mit dem Produktionsablauf vereinbar ist.
Des Weiteren kann auch die Abwärme von Maschinen oder Bearbeitungsprozessen in anderen Räumen genutzt werden:
Häufig wird in Hallen über ein fest montiertes Abluftsystem die staubbeladene Abluft dem Raum entzogen und nach Filterung an die Umgebung abgegeben, und dadurch die darin enthaltene Wärme verschwendet.
Dann kann die mittels eines solchen fest montierten Entlüftungssystems aus einer benachbarten Halle bereits gefilterte, aber weiterhin warme dortige Raumluft über eine Entsprechende Verbindungsleitung der Behandlungseinheit in dem vorliegenden, anderen Raum, dessen Raumluft ansonsten behandelt werden soll, zugeführt und entweder zusätzlich gereinigt werden und/oder weiter aufgeheizt werden oder einfach ohne weitere Behandlung über die Luft-Auslassöffnungen dieser Behandlungseinheit dem Raum zugeführt werden und dadurch die darin enthaltene Wärme genutzt werden.
Dabei ist ferner zu berücksichtigen, dass innerhalb des Behandlungsraumes in der Regel keine einheitliche Temperatur in der Raumluft vorliegt, sondern an unterschiedlichen Stellen im Behandlungsraum sehr unterschiedliche Temperaturen vorliegen können, zum Beispiel

– durch starke Temperaturschichtung, also wesentlich höhere Temperaturen z.B. in der Höhe des Behandlungsraumes gegenüber in Bodennähe des Behandlungsraumes oder
– durch punktuell stark erhöhte Temperaturen, aufgrund von in dem Behandlungsraum ablaufende, stark exotherme Prozesse, wie beispielsweise Schweißvorgänge.

So kann eine vertikale Temperaturschichtung minimiert oder behoben werden, indem ohne Wärmezufuhr lediglich eine Umschichtung der Raumluft mittels der erfindungsgemäßen Behandlungseinheit vorgenommen wird, indem mittels eines zum Beispiel Gebläses warme Luft von einer hochliegenden Luftansaugöffnung angesaugt und über eine tiefer liegende Luftabgabeöffnung wieder an den Raum abgegeben wird.
Zu diesem Zweck kann das Ansaugen als auch das Abgeben in variabler Höhe erfolgen insbesondere indem jeweils in unterschiedlichen Höhen liegende mehrere Luftansaugöffnungen und Luftabsaugöffnungen vorhanden sind.
Auch falls nur eine Luftansaugöffnung, insbesondere im oberen Bereich, vorhanden ist, kann diese Luftansaugöffnung in der Höhe verstellt werden, beispielsweise durch einen hochklappbaren oder teleskopierbaren Absaugkamin oder indem sich die Luftabsaugöffnung am vorderen Ende eines Gelenkarmes befindet, der am Gehäuse einer Luftbehandlungseinheit befestigt ist und so verschwenkt werden kann, dass sich die Luftansaugöffnung in der gewünschten Höhe und je nach Länge des Gelenkarmes auch in einem bestimmten Abstand und Richtung von der Behandlungseinheit aus eingestellt wird.
Auf diese Art und Weise kann die Luftansaugöffnung auch für die Reinigung der Luft nahe an einen Entstehungsort von Verunreinigungen gebracht werden wie etwa eine Schweißstelle.
Dadurch kann aber auch Luft angesaugt werden, die gegenüber der Raumluft eine stark erhöhte Temperatur besitzt, und die gereinigte, nach wie vor warme Luft kann nicht nur gereinigt werden, sondern entweder im Wärmetauscher ihre Wärme abgeben oder mit unveränderter Temperatur in eine gewünschte Richtung und damit zu einer anderen Stelle im Behandlungsraum abgegeben werden.
Ein weiteres typisches Beispiel ist die sogenannte Morgenbelüftung:
In Perioden, in denen in dem Behandlungsraum nicht gearbeitet wird, insbesondere in der Nacht, wird die Halle in der Regel auch nicht beheizt, muss jedoch zu Beginn der Arbeitszeit eine bestimmte Solltemperatur aufweisen. Zusätzlich setzt sich in der Nacht der in der Luft vorhandene Staub, insbesondere Feinstaub, ab, was nicht unbedingt bedeutet, dass der Staub sich als sichtbare Schicht auf dem Boden ablagert, sondern vor allem Feinstaub sich von höheren Luftschichten in niedrigere Luftschichten absenkt, aber nach wie vor in der Luft schwebt.
Für die Morgenbelüftung kann unterschiedlich vorgegangen werden, insbesondere unterschiedliche Steuerungsprogramme gefahren werden, je nach Gegebenheiten in dem Behandlungsraum:
Um vor Arbeitsbeginn die Luft weiter zu reinigen, kann auf unterschiedliche Art und Weise eine Morgenreinigung durchgeführt werden:
So kann über eine begrenzte Zeit ab Beginn der Reinigung der Raumluft die Raumluft in einer geringen Höhe angesaugt und in einer größeren Höhe an den Raum wieder abgegeben werden und dazwischen gereinigt, insbesondere gefiltert, werden.
Nach dieser Morgen-Reinigung oder auch stattdessen wird dagegen in der Regel über eine hochliegende Luftansaugöffnung, etwa in Kopfhöhe der Menschen, abgesaugt und knapp über dem Boden über eine tiefliegende Luftabgabeöffnung die gereinigte Luft abgegeben. Dies ist in der Regel vorzuziehen, da durch die während des Betriebes in dem Behandlungsraum vorhandene Wärmeenergie, die in einer Höhe von 0 Meter bis 2 Meter über dem Boden an entsprechenden Arbeitsstellen und durch die dort arbeitenden Personen erzeugt wird, die Luft und damit auch der erzeugte Staub, aufsteigt, auch bedingt durch Luftbewegungen in dem Behandlungsraum.
Zur Morgenaufheizung der Raumluft besteht die Möglichkeit Möglichkeit, die durch eine fest montierte Heizung in dem Behandlungsraum vor Arbeitsbeginn durchgeführte Beheizung der Raumluft, die zu einer starken Temperaturschichtung mangels Verwirbelung durch Menschen und bewegte Produkte führt, mittels einer Luftumwälzung in der Vertikalen zu beseitigen oder zu minimieren, also durch Umwälzung von unten nach oben oder umgekehrt, je nach dem in welchem Höhenbereich sich die durch eine andere Heizvorrichtung erwärmte Luft anfangs befindet.
Ferner kann noch vor Beginn der Arbeit in dem Raum mittels der erfindungsgemäßen Behandlungseinheit bereits ein Reinigen der Filter durchgeführt werden, welches wesentlich effizienter ist, wenn sich zum Zeitpunkt der Filterung der Reinigung der Filter nicht im Filterbetrieb befindet. Wie weiter oben dargelegt, kann die der bei der Erzeugung der hierfür erforderlichen Druckluft anfallende Abwärme bereits vor Arbeitsbeginn zur kostengünstigen unterstützenden oder alleinigen Aufheizung der Raumluft verwendet werden
Für diese Morgenbeheizung kann auch Außenluft als Frischluft verwendet werden, wobei mittels entsprechender Sensoren die Temperatur der Außenluft, vorzugsweise an der Zufuhrstelle für die Außenluft, gemessen wird und in Abhängigkeit davon die Zufuhrmenge zum Wärmetauscher für das Aufheizen im Raum und/oder die Dauer der Zufuhr gesteuert wird.
Während des Betriebes kann sowohl die Temperierung der Raumluft als auch die Reinigung der Raumluft dann unterbrochen, also abgeschaltet werden, wenn insbesondere größere Öffnungen in den umgebenden Wände des Behandlungsraumes, beispielsweise Tore, geöffnet sind und insbesondere über längere Zeit geöffnet sind.
Im Winter fließt dann sehr viel warme Luft nach außen ab, sodass in dieser Phase ein Nachheizen der Raumluft ineffizient ist.
Auch die Reinigung der Raumluft ist in diesen Phasen nicht effizient, da die schadstoffbelastete Luft durch die große Öffnung im großen Stil entweicht, und es sinnvoller ist, das Schließen der insbesondere großflächigen Öffnung abzuwarten, und erst dann basierend auf der aktuellen Schadstoffmessung zu entscheiden, ob automatisch wieder mit der Reinigung und/oder der Temperierung der Raumluft begonnen wird.
Eine weitere Option ist die Aufzeichnung, automatische Auswertung, automatische Visualisierung in Form von Grafiken und/oder Speicherung dieser Daten, insbesondere der Schadstoffbelastungen, und wer den Temperaturen, wie sie von den einzelnen Sensoren gemessen werden, den Aktivitätszeiten der einzelnen Behandlungseinheiten für die Raumluft, um vor allem mittels der Speicherung dieser Daten die Einhaltung der Arbeitssicherheitsbestimmungen nachweisen zu können.
Darüber hinaus wird gerade durch die Temperaturmessungen und Betriebszeiten der Heizeinheit und/oder Kühleinheit die Möglichkeit geboten, weitere Einsparmaßnahmen bei den Heizkosten zu planen und durchzuführen.
Eine Möglichkeit hierzu ist die Erzeugung eines Wärmebildes von Bereichen des Behandlungsraumes oder dem gesamten Behandlungsraum, insbesondere dem Bereich, in dem sich die erfindungsgemäße Behandlungseinheit befindet.
Dadurch lässt sich die Temperaturverteilung innerhalb des betrachteten Bereiches optisch sehr gut nachvollziehen und das Temperieren der Luft entsprechend regeln.
In diesem Zusammenhang bedeutet „weit entfernt“ von der Behandlungsstelle, insbesondere dem Umluftturm, so weit davon entfernt, dass der durch das Gebläse an der Behandlungsstelle erzeugte Sog nicht bis zu der weit entfernten Messstelle reicht. Die Entfernung zwischen einer weit entfernten Messstelle und der Behandlungsstelle beträgt also mindestens 5 Meter, besser mindestens 7 m, besser mindestens 10 m, besser mindestens 20 m.
An den einzelnen Messstellen werden vorzugsweise mehrere Qualitäts-Parameter gemessen. Je nach den Qualitäts-Parametern müssen jedoch bestimmte Qualitäts-Parameter nicht an allen Messstellen gemessen werden, um ein Gesamtbild der Situation der Raumluft in dem Raum zu erhalten.
Während sich beispielsweise die Staubbelastung in der Luft innerhalb weniger Meter stark ändern kann, ist beispielsweise der Sauerstoffgehalt der Luft innerhalb eines Raumes an unterschiedlich weit voneinander entfernten Stellen nur geringfügig unterschiedlich.
Die mehreren über den Raum verteilten Messstellen sind insbesondere dann sinnvoll, wenn der Raum so groß ist, dass zur Behandlung der Raumluft nicht nur an einer, sondern an mehreren Behandlungsstellen die Luft behandelt wird.
Denn vorzugsweise werden die mehreren Behandlungsstellen von einer gemeinsamen Steuerung aus angesteuert, so dass zur Beeinflussung der gesamten Situation der Raumluft in dem Raum von der Steuerung die Behandlungsstellen hinsichtlich der Umwälzleistung der zu behandelnden Luft, gegebenenfalls der Beheizung oder Kühlung, der Reinigung, der Wahl der Luft-Ansaugöffnung und Luft-Abgabeöffnung zur Behandlungsstelle, nicht nur hinsichtlich der Höhe, sondern stattdessen oder zusätzlich auch hinsichtlich der Abgaberichtung, in der Aufsicht betrachtet, gesteuert wird.
Bevorzugt wird als Steuerung eine so genannte SPS-Steuerung verwendet, wobei alle Signale, insbesondere von den einzelnen Messstellen für die Qualitätsparameter der Raumluft, direkt an ein angeschlossenes Funkmodul für die SPS-Steuerung gesendet werden, welche per Kabel oder z.B. per Ethernet-mit der SPS-Steuerung verbunden ist, von welcher aus der Betreiber ebenfalls kabellos alle relevanten Daten, die in der SPS-Steuerung verfügbar sind, an jedem gewünschten Computer, insbesondere seinem Arbeitsplatz-PC, empfangen und sich darstellen lassen kann. Hierfür sind kabellose Datenübertragungssysteme wie etwa das Produkt FRI-LAN des Anmelders bekannt.
Falls hierfür die Steuerungen der einzelnen Behandlungsstellen verwendet werden, kann abhängig von vorgegebenen Parametern – beispielsweise der Behandlungsstelle, an der die höchste Staubdichte gemessen wird – deren Steuerung als Master-Steuerung festgelegt werden, die entweder alleine auch die übrigen Behandlungsstellen steuert oder deren lokalen Steuerungen einen konkreten Entscheidungsbereich für die Steuerung der ihr zugeordneten einzelnen Behandlungsstelle vorgibt.
Die einzelnen Behandlungsstellen und/oder alle vorhandenen Behandlungsstellen eines Raumes insgesamt können abhängig von unterschiedlichen Qualitäts-Parametern gesteuert werden, wobei eine einzelne von mehreren in dem Raum vorhandenen Behandlungsstellen durchaus abhängig von einem anderen Parameter gesteuert werden kann als die anderen Behandlungsstellen und insbesondere alle Behandlungsstellen unabhängig voneinander gesteuert werden können:
So kann bei zunehmendem Differenzdruck über dem Filter – was in der Regel einen sich aufbauenden Filterkuchen signalisiert – die Leistung des Gebläses, welches die Luft durch den Filter fördert, so erhöht werden, dass das Soll-Durchsatzvolumen pro Zeiteinheit an Luft durch den Filter konstant gehalten wird, oder jedenfalls in einem engen Bereich von beispielsweise ±10% um den Sollwert gehalten wird.
Dies erhält die volle Wirksamkeit der Filtereinheit aufrecht, bis bei einem noch höheren Wechsel-Grenzwert des Differenzdruckes der Filter gewechselt werden muss, insbesondere wenn vorherige automatische Filterreinigungen nicht ausgereicht haben, um unter diesem Wechsel-Grenzwert zu bleiben.
Falls die Luftzusammensetzung als mangelhaft gemessen wurde, beispielsweise weil ein gegenüber einem vorgegebenen Grenzwert zu geringer Sauerstoffgehalt oder zu hoher Kohlenmonoxidgehalt gemessen wurde, wird automatisch eine Frischluftzufuhr veranlasst, entweder durch Öffnen eines Tores, eines Fensters oder eines Oberlichtes oder durch Freischalten einer Frischluft-Zufuhrleitung.
Auch die Sondersituation des Arbeitsbeginns in dem zu reinigenden Raum kann durch entsprechende Steuerung optimiert werden, wie weiter oben dargelegt.
Auf der anderen Seite kann, falls ein geöffnetes Tor oder eine andere offen stehende Öffnung in den Wänden des Raumes festgestellt wird, automatisch die Beheizung der Raumluft und/oder die Reinigung der Raumluft unterbrochen werden, da sowohl Wärme (im Winter) als auch Staub oder andere Verunreinigungen in der Raumluft durch die dann meist großflächige Öffnung den Raum verlässt, so dass erst nach Schließen dieser Öffnung durch erneutes Messen des entsprechenden Qualitäts-Parameters die Situation im Raum neu bestimmt und davon abhängig die Behandlung gesteuert wird.
Zum einen hat sich in der Luft vorhandener Staub in der Zeitspanne zwischen Arbeitsende und Arbeitsbeginn in der Halle innerhalb der Raumluft nach unten bewegt, abhängig von der Größe und damit dem Gewicht der Staub-Partikel. Die größeren und schwereren werden den Boden erreicht haben, der große Anteil an Feinstaub dagegen ist hierfür nicht schwer genug und hat sich nur in tiefer liegenden, zum Beispiel die unteren 2 bis 3 m über dem Boden, verlagert und dort konzentriert.
Dies kann zu einer effizienten Reinigung der Luft benutzt werden, beispielsweise indem wiederum mittels einer hochliegenden, etwa in 2 bis 3 m Höhe liegenden, Luft-Ansaugöffnung vor Arbeitsbeginn für eine vorzugsweise begrenzte, festgelegte Zeitdauer oder abhängig von dem Staubanteil in der Luft angesaugt wird und die gereinigte Luft über eine tiefliegende Luft-Auslassöffnung in den Raum gedrückt wird, wodurch die mit Feinstaub belasteten darüber liegenden Schichten hochgedrückt werden in den Bereich der hochliegenden Luft-Ansaugöffnung.
Auch eine umgekehrte Vorgehensweise macht vor Arbeitsbeginn Sinn, indem über die tiefliegende Luft-Ansaugöffnung die Luft angesaugt wird und dabei auch bereits auf dem Boden abgelagerter Staub mit angesaugt werden kann, so dass mit geringem Energieaufwand viel Staub aus der Luft entfernt werden kann.
Die gereinigte Luft wird dann über die hochliegende Luft-Abgabeöffnung in den Raum entlassen. Auf der anderen Seite ist vor Arbeitsbeginn, vor allem im Winter, ein Aufheizen der Raumluft notwendig auf eine für die Bediener akzeptable Temperatur.
Falls in der Halle keine fest montierte Heizung vorhanden ist, wird an der Behandlungsstelle, an der die Luft gereinigt wird, gleichzeitig die Luft auch aufgeheizt, vorzugsweise nicht mittels elektrischem Stromes, sondern mittels eines mit Primär-Energie wie Öl, Gas, Kohle, Holz erwärmten Temperier-Mediums, welches mittels eines Wärmetauschers die Luft aufheizt. Wenn die Verunreinigung der Luft so gering ist, dass eine Reinigung nicht notwendig ist, erfolgt nur Luftumwälzung und/oder eine Beheizung.
Häufig ist jedoch eine fest installierte Heizung vorhanden, welche je nach Bauform die Raumluft meist in einem bestimmten Höhenbereich aufheizt, entweder indem von der Decke des Raumes aus warme Luft nach unten geblasen wird, oder indem die Wärme von unten an den Raum abgegeben wird, meist über an den Wänden im unteren Bereich vorhandenen Heizkörpern oder sogar über eine Fußbodenheizung.
In beiden Fällen bewirkt dies eine starke Temperaturschichtung, die bewirken kann, dass vor allem in den unteren zwei Höhenmetern im Raum nicht die Solltemperatur herrscht.
In diesem Fall kann durch Umwälzen der Luft – mit oder ohne gleichzeitiger Reinigung der Luft – die bereits teilweise aufgeheizte Raumluft in eine andere Höhenlage gebracht werden, beispielsweise durch Ansaugen in beispielsweise 2 bis 4 m Höhe und Abgabe an den Raum knapp über dem Boden, also in maximal 1 m Höhe über dem Boden.
Die Energie für ein solches Umwälzen der Luft ist dabei wesentlich geringer, als mittels der fest installierten Raumheizung die Heizleistung so stark hochzufahren, dass trotz Überheizung an anderen Stellen überall, insbesondere in den unteren beiden Höhenmetern, die gewünschte Solltemperatur erreicht wird.
Sofern eine solche in der Halle fest montierte Heizanlage vorhanden ist, kann diese auch von der Luft-Behandlungseinheit aus angesteuert werden, und in deren Steuerung insbesondere die Arbeitszeiten bzw. Schichtzeiten hinterlegt werden, die hierfür notwendig sind, um nur während der Arbeitszeiten die Raumluft auf Soll-Temperatur zu erwärmen und zu halten.
Auch dann, wenn in dem Raum gearbeitet wird, kann bei Überschreiten einer Temperaturdifferenz zwischen einem hoch liegenden Messpunkt und einem tief liegenden Messpunkt, also beispielsweise in 2, 3 oder 4 m Höhe gegenüber einem Messpunkt in nur 0 und 1,0 m Höhe, automatisch eine Luftumwälzung mittels Ansaugen in Höhe des unteren Messpunktes und Abgabe der Luft in Höhe des oberen Messpunktes oder umgekehrt automatisch veranlasst werden, je nachdem, in welchem der Bereiche welche Solltemperatur erreicht werden soll.
Falls vor allem im Sommer eine Kühlung der Raumluft notwendig ist, kann durch den Wärmetauscher, über den die Raumluft gefördert wird, ein Temperier-Medium geführt werden, welches kühler ist als die untemperierte Raumluft, wobei es sich vorzugsweise um kaltes Wasser handelt. Als kaltes Wasser kann Leitungswasser, also Grundwasser, verwendet werden oder selbst aus dem Erdreich gewonnenes Brauchwasser, oder es kann kaltes Wasser verwendet werden, welches selbst erst heruntergekühlt wird, beispielsweise mittels eines so genannten Kaltwasser-Satzes.
Um der Steuerung Daten vorgeben zu können, ist eine Eingabeeinheit beispielsweise in Form einer Tastatur oder eines berührungsempfindlichen Bildschirms notwendig, und eine Anzeigeeinheit in Form meist eines Displays, vorzugsweise darüber hinaus eine Datensende-/Empfangseinheit, die, vorzugsweise drahtlos, etwa mit einer übergeordneten Leitzentrale – insbesondere einer SPS-Steuerung und/ oder mit den Steuerungen wenigstens einer weiteren Behandlungs-Einheit im selben Raum und/oder lediglich einem parallel zu der Steuerung an der Behandlungsstelle betriebenen PC verbunden ist.
Dabei ist es für den Bediener wichtig, dass nicht nur die Messwerte der einzelnen Sensoren und die Aktivitätsphasen und Stufen der einzelnen Behandlungseinheiten angezeigt werden, sondern insbesondere vorzugsweise in einer übersichtlichen Form dargestellt werden, wofür zunächst eine Auswertung und Umrechnung dieser Messwerte erforderlich sein kann.
Vor allem aber werden diese Daten – in Rohform, in ausgewerteter und grafisch aufbereiteter Form oder beides – von der Steuerung oder einer damit signaltechnisch verbundenen Speichereinheit archiviert, so dass nachträglich jederzeit eine insbesondere arbeitsschutzrechtlich wichtige Dokumentation vorliegt. Vorzugsweise kann auch die Höhenlage der Öffnungen der Behandlungseinheit, insbesondere die Höhenlage, in der die Raumluft angesaugt und/oder abgegeben wird, verändert werden, insbesondere automatisch von der Steuerung verändert werden.
Ferner kann die Steuerung aufgrund der Auswertung der Daten der einzelnen Sensoren dem Bediener einen Versatz der Behandlungsstelle, insbesondere der Behandlungseinheit, an eine andere Stelle des Raumes vorschlagen, wenn dies eine effizientere Reinigung und/oder Temperierung der Luft bewirkt.
Ferner können parallel zur Behandlung der Luft zusätzliche Sicherheitsfunktionen geboten werden:
Wenn beispielsweise die vorhandenen Temperatur-Sensoren und/oder ein erzeugtes Wärmebild des Raumes eine zu hohe Temperatur, insbesondere an einer Stelle, anzeigen, kann dies – abhängig von der Überschreitung eines ersten oder zweiten festgelegten Grenzwertes – zunächst ein Warnsignal auslösen, damit der Bediener den Sachverhalt vor Ort überprüft oder bei Überschreiten eines höheren zweiten Grenzwertes unmittelbar ein Feueralarm ausgelöst und vorzugsweise direkt an die zuständige Feuerwehr gemeldet werden.
Ein erzeugtes Wärmebild kann weiterhin – ebenso wie zusätzlich oder stattdessen vorhandene Bewegungsmelder – überwachen, ob sich speziell zu den Zeiten, in denen in dem Raum nicht gearbeitet wird und sich keine Personen darin aufhalten sollten, sich dennoch eine Wärmequelle, vorzugsweise ein Lebewesen, in dem Raum befinden und/oder sich ein Objekt bewegt.
Dies kann als Einbruchs-Überwachung genutzt werden, indem bei sich bewegenden Objekten und/oder bei einer insbesondere punktuell festgestellten so hohen Temperatur, dass dabei auf ein Lebewesen, beispielsweise ein Mensch, zu schließen ist, ein Alarmsignal abgegeben wird.
In beiden Fällen wird der zuständige Bediener, beispielsweise ein Sicherheitsdienst, über die Alarmmeldung alarmiert.
Hinsichtlich der Vorrichtung, der Schichtlüftungs-Einheit, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Schichtlüftungs-Einheit einerseits einen – aufrecht stehenden, vorzugsweise mindestens 1,5 m, besser mindestens 1,8 m, besser mindestens 2 m hohen – Umluft-Turm umfasst, in dem ein Gebläse und wenigstens eine Reinigungseinheit angeordnet ist, sowie eine Steuerung zumindest für den Umluft-Turm, insbesondere für dessen Gebläse und alle beweglichen Elemente im Umluftturm wie etwa schaltklappen, Schieber, Druckluftdüsen und Ähnliches, vorhanden ist.
Die Steuerung – die in dem Umluftturm sitzen kann, aber auch davon beanstandet – enthält vorzugsweise jedoch auch Ein-/Ausgabeschnittstellen für Daten, um einerseits Daten vom vom Umluftturm weit entfernt liegenden Sensoren erhalten zu können und andererseits vom Umluftturm weit entfernt liegende bewegliche Komponenten wie Gebläse, Schaltklappen oder Ähnliches ansteuern zu können.
Aufgrund der von einem Luftqualitäts-Sensor oder einem andersartigen Sensor – die sich an dem Umluft-Turm oder weit davon entfernt im Behandlungs-Raum befinden können – gelieferten Daten wird der Betrieb des Umluft-Turmes so gesteuert, dass der Umluft-Turm nicht ständig, sondern nur nach Bedarf und mit der benötigten Leistung, in Betrieb ist, insbesondere sein Gebläse, welches durchaus eine elektrische Leistung von beispielsweise 15 kW besitzen kann, wodurch viel Energie eingespart werden kann.
Auch von dem Umluft-Turm entfernt montierte und beispielsweise nur drahtlos mit dem Umluft-Turm, insbesondere dessen Steuerung, in Verbindung stehende Luftqualitäts-Sensoren und weitere Sensoren können ebenfalls Bestandteil der Schichtlüftungs-Einheit sein, wie im Folgenden dargelegt.
Für die Erfüllung der Reinigungsfunktion enthält die Reinigungseinheit des Umluft-Turmes vorzugsweise nicht nur einen Filter, sondern zusätzlich, insbesondere vorgeschaltet, einen Schwerkraftabscheider, wie etwa einen Zyklon.
Für die vom Schwerkraftabscheider abgeschiedenen Partikel ist ferner eine Ablage im Umluft-Turm vorhanden, in den diese Partikel hineinfallen, wobei vorzugsweise zwei getrennte Ablagen für kalte und heiße Partikel vorhanden sind, sowie eine Umschaltvorrichtung, die abhängig davon, ob momentan auch heiße Partikel abgeschieden werden, eine Umschaltung zwischen den beiden Ablagen bewirkt.
Zu diesem Zweck ist vorzugsweise in dem Umluft-Turm ein Funkensensor vorhanden vorzugsweise sind weitere zusätzliche Funkensensor an entfernt von dem Umluftturm im Raum vorhanden, wobei dann die für die Funken-Detektion notwendige Luftströmung der Raumluft durch diese entfernten Funkensensoren durch einen separaten Ventilator sichergestellt wird.
Diese Ablagen können insbesondere mit einem Füllstandsensor ausgestattet sein und/oder mit einem Temperatursensor, der die Temperatur in der Ablage überwacht.
Anstelle eines Filters kommen für die Reinigung auch andere bekannte Reinigungsvorrichtungen, wie etwa ein elektrostatischer Abscheider in Frage.
Um eine automatische Reinigung des Filters durchführen zu können, ist eine Reinigungsvorrichtung an dem Filter vorhanden, insbesondere durch mechanisches Klopfen oder in Form von Druckluftdüsen, die in Gegenrichtung zur Durchströmungsrichtung beim Filtern auf den Filter gerichtet sind und den Filterkuchen ablösen sollen.
Um die Luft im Umluft-Turm nicht zwangsweise sowohl reinigen als auch zwischen einer Luft-Ansaugöffnung und einer Luft-Abgabeöffnung transportieren zu müssen, ist im Umluft-Turm ein Luft-Bypass um die Filtereinheit herum vorhanden, so dass die Luft entweder ohne Durchlaufen eines Filters oder unter Durchlaufen nur einer der Stufen einer mehrstufigen Filtereinheit die Luft-Auslassöffnung erreichen kann.
Für die Bestimmung der Verschmutzung durch Feststoff-Partikel umfasst die Schichtlüftungs-Einheit vorzugsweise auch einen Partikelzähler, obwohl die Staubbelastung der Luft auch mittels anderer Sensor-Arten ermittelt werden kann, beispielsweise indem die Lichtstärke eines Laserlicht-Strahles bestimmt wird, der eine bestimmte Strecke durch die Raumluft gesandt wurde, und aus der Lichtstärke Rückschlüsse auf die Staubdichte im Raum gezogen werden können. Vorzugsweise kann der Partikelzähler die Anzahl der Partikel pro Volumeneinheit der durchströmenden Raumluft nicht nur insgesamt, sondern aufgeteilt nach Größen oder Größenbereichen der Partikel feststellen.
Auch ein solcher Partikelzähler kann abseits des Umluft-Turmes vorhanden sein, und besteht dann insbesondere aus einem den Partikelzähler umgebenden Rohrstück, durch welches die Raumluft mittels eines separaten Ventilators hindurchgefördert wird.
Um das Temperieren der Luft durchführen zu können, ist zum Einen wenigstens ein Temperatursensor am Umluft-Turm vorhanden, insbesondere zum Einen in Höhe der Luft-Ansaugöffnung und zum Anderen in Höhe der Luft-Austrittsöffnung, darüber hinaus vorzugsweise jedoch an ein oder mehreren Stellen weit entfernt von dem Umluft-Turm und /oder auf mehreren Höhen.
Vor allem jedoch enthält der Umluft-Turm eine Heiz-/Kühlvorrichtung zum Aufheizen der Luft und/oder zum Kühlen der Raumluft vor deren erneuter Abgabe über die Luft-Austrittsöffnung in den Raum.
Die Heizung umfasst vorzugsweise einen Wärmetauscher, der einerseits in Kontakt mit der darüber geförderten Raumluft steht und andererseits in Kontakt mit einem Temperier-Medium, beispielsweise kaltem Wasser zum Kühlen der Raumluft oder heißem Wasser zum Aufheizen der Raumluft.
Der Wärmetauscher weist unterschiedliche Anschlüsse für unterschiedlichen Quellen und Arten des Temperier-Mediums auf, insbesondere zum Verbinden mit einer fest montierten stationären Heizungsanlage oder einer fest montierten Raumluft-Reinigungsanlage und/oder dem Kühlsystem einer wärmeabgebenden Maschine wie beispielsweise eines Druckluft-Kompressors, einer Spritzgussmaschine einem Trennschneider, einem Laserschneider, einer Schweißvorrichtung, die sich sogar außerhalb des Behandlungs-Raumes befinden können.
Die Umschaltung zwischen den beiden Anschlüssen, also welches Temperier-Medium in den Wärmetauscher geführt wird, erfolgt mittels Schaltelementen wie einem Schieber oder einem Schaltventil, die signaltechnisch insbesondere kabellos von der Steuerung aus angesteuert werden können.
Zum Kühlen wird der Wärmetauscher von einem Temperier-Medium durchströmt, dessen Temperatur unter der momentanen Temperatur der Raumluft liegt, also einem Kühl-Medium, meist kaltem Wasser. Dies kann Leitungswasser sein oder aktiv heruntergekühltes Kühl-Medium, beispielsweise aus einem sogenannten Kaltwasser-Satz.
Um den Umluft-Turm und damit vor allem die Behandlung der Raumluft in dem zu Behandlungs-Raum optimal steuern zu können, werden viele verschiedene Sensoren benötigt, die am Filterturm und/oder weit davon entfernt, insbesondere an so vielen Stellen im Raum untergebracht, insbesondere auf unterschiedlichen Höhen, dass eine flächendeckende Aussage über den Zustandes der Raumluft in dem Raum möglich ist.
Die meisten Sensoren werden bestimmte Qualitäts-Parameter der Raumluft messen wie Temperatur und/oder Feuchtigkeit und/oder Staubgehalt und/oder Sauerstoffgehalt und/oder Kohlenmonoxidgehalt oder Schadstoffe, auch flüssige oder gasförmige Schadstoffe, die in dem jeweiligen Raum anfallen und die Umgebung gelangen könnten. Ebenso kann als Sensor ein Partikelzähler vorhanden sein, der die konkrete Anzahl von Partikeln pro Volumenmenge der angesaugten Raumluft misst, vorzugsweise klassifiziert nach Größenbereichen der Partikel.
Die einzelnen Sensoren können – sofern sie an der selben Messstelle eingesetzt werden sollen – zu Sensoreinheiten zusammengefasst werden, die vorzugsweise über eine gemeinsame Datensende/-empfangseinheit verfügen, mit der sie mit der Steuerung kommunizieren.
Die abseits des Umluft-Turmes installierten Sensoren sind – wie auch die Sensoren am oder im Umluft-Turm – signaltechnisch mit der Steuerung verbunden, die entfernten Sensoren jedoch vorzugsweise drahtlos, insbesondere mittels Funk, oder mittels WLAN oder auch drahtgebunden, insbesondere über das im Raum vorhandene Stromnetz.
So kann die Steuerung der Behandlung-Einheit und/oder die Steuerung einzelner Bearbeitungsmaschinen im Raum eine SPS-Steuerung sein, und um mit dieser kommunizieren zu können, ist diese um drahtlose Ein-/Ausgabeeinheit (über WLAN, Ethernet oder Internet oder Intranet), insbesondere ein Funkmodul ergänzt, welches an die SPS-Steuerung drahtgebunden angeschlossen ist, und als drahtlose Ein-/Ausgabeeinheit für Signale und Steuerbefehle dient, im Austausch zwischen der SPS-Steuerung einerseits und Sensoren oder anzusteuernden Schaltelementen andererseits.
Diese drahtlose Ein-/Ausgabeeinheit, insbesondere das Funkmodul, kann somit drahtlos Schaltelemente abseits des Umluftturmes, im Behandlungs-Raum oder außerhalb des Behandlungsraumes, ansteuern, und falls diese selbst über keine drahtlose Ein-/Ausgabeeinheit verfügen, können spezielle Anschlussstecker zum Verbinden dieser Schaltelemente mit elektrischem Strom verwendet werden, die eine solche drahtlose Ein-/Ausgabeeinheit, insbesondere das Funkmodul, enthalten, sogenannte Funkstecker. Eine solche drahtlose Ein-/Ausgabeeinheit, insbesondere ein Funkmodul, kann alternativ auch in der entsprechenden Steckdose eingebaut sein, an die das entsprechende schalt Element mit seinem Anschlussstecker eingesteckt ist zur Stromversorgung. Über diese drahtlose Ein-/Ausgabeeinheit kann dann durch Stromfluss-Freigabe an das Schaltelement dieses betätigt werden.
Außer den Luftqualitäts-Sensoren für die Raumluft können weitere Sensoren vorhanden sein wie etwa Öffnungs-Sensoren, die an einer Tür, an einem Tor, an einem Fenster und/oder Oberlicht des Raumes dessen Öffnungszustand überwachen, insbesondere nicht nur hinsichtlich offen/geschlossen, sondern insbesondere auch den Öffnungsgrad feststellen können.
Diese Öffnungs-Sensoren können einerseits als Einbruchsmeldung während der arbeitsfreien Zeiten benutzt werden und/oder andererseits während der Arbeitszeiten die Öffnung dieser Tore melden, so dass insbesondere die Beheizung und/oder die Reinigung der Raumluft durch den Filter hierauf abgestellt werden kann.
Ferner kann außerhalb des Raumes ein Temperatur-Sensor zum messen der Temperatur der Außenluft vorhanden sein und/oder im Raum ein Sensor zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit der Raumluft.
Ferner kann an der Filtereinheit jeweils ein Drucksensor stromaufwärts und stromabwärts des Filters vorhanden sein, um die Druckdifferenz über dem Filter zu bestimmen, was alternativ durch einen speziellen Druckdifferenz-Sensor ebenfalls möglich ist.
Um ein Wärmebild von dem Raum oder Bereichen des Raumes erzeugen zu können, ist – vorzugsweise abseits des Umluft-Turmes – eine Wärmebild-Kamera und/oder eine Infrarot-Kamera vorhanden, mittels der sich die Temperaturzonen im Raum grafisch sehr gut darstellen lassen und auch Brandherde ermittelt werden können.
Vorzugsweise kann die Schichtlüftungs-Einheit auch mehrere Umluft-Türme umfassen, die entfernt voneinander im Raum verteilt angeordnet sind, und sowohl unabhängig voneinander mittels ihrer separaten Steuerungen oder gemeinsam entweder mittels einer übergeordneten Leitzentrale steuerbar sind oder mithilfe der Festlegung einer der Umluft-Turm-Steuerungen als Mastersteuerung für alle Umluft-Türme.
Die Master-Steuerung kann dabei den Steuerungen der anderen Umluft-Türme, die dann als Slave-Steuerung fungieren, konkrete Entscheidungsbereiche vorgeben.
Für das Zusammenwirken wird zum Einen festgelegt, welche Luftbehandlung, insbesondere Reinigung oder Heizen, die einzelnen Umluft-Türme durchführen, und auch die Auswahl der Ansaug- und Abgabeöffnung und insbesondere die in der Aufsicht betrachtete Ansaugrichtung und Abgaberichtung sollten aufeinander abgestimmt sein. So können beispielsweise die Position der Luft-Abgabeöffnung und deren Abgaberichtung übereinstimmend mit der Position der Luft-Ansaugöffnung und/oder Ansaugrichtung eines benachbarten Umluft-Turmes festgelegt werden, um eine Art Transport-Kette für die Raumluft im Raum darzustellen.
Die Schichtlüftungs-Einheit kann ferner einen Beleuchtungsstärken-Sensor umfassen, der vorzugsweise nur oder zusätzlich abseits des Umluft-Turmes, insbesondere auch an einzelnen Arbeitsplätzen im Raum, angeordnet ist und der Steuerung der Schichtlüftungs-Einheit die Beleuchtungsstärke vor Ort meldet.
Die Schichtlüftungs-Einheit kann signaltechnisch mit der Beleuchtungsanlage verbunden sein und daraufhin direkt – in Abhängigkeit vorgegebener Grenzwerte für die Beleuchtungsstärke und/oder hinterlegter Arbeitszeiten – die Beleuchtung in der Umgebung des entsprechenden Beleuchtungsstärken-Sensors entsprechend anpassen, also erhöhen oder absenken, insbesondere abschalten.
Das Absenken oder Abschalten erspart unnötigen Energieverbrauch, das Erhöhen der Beleuchtungsstärke dient der Arbeitssicherheit.
Der Umluft-Turm kann ferner einen oder mehrere Gelenkarme aufweisen, die jeweils mit einem Ende am Umluft-Turm gelenkig befestigt sind, insbesondere in dessen oberen Bereich, und in denen oder entlang denen eine Luft-Leitung verläuft, die mit dem Inneren des Umluft-Turmes in Verbindung steht und Raumluft ansaugt und – wie von den anderen Luft-Ansaugöffnungen – insbesondere der Reinigungseinheit und/oder der Heizung zuführt, wobei die Luft-Ansaugöffnung dieser Luftzufuhrleitung am anderen, freien Ende des Gelenkarmes positioniert ist.
Die Stellung der einzelnen beweglich miteinander verbundenen Armteile, also auch des hintersten Armteiles zum Umluft-Turm, ist vorzugsweise jeweils selbsthemmend oder arretierbar ausgebildet, so dass im Rahmen der Reichweite des Schwenkarmes die Ansaugöffnung an beliebiger Position hinsichtlich Höhe und vorzugsweise auch in der Aufsicht betrachtete Richtung vom Umluft-Turm aus positioniert werden kann, beispielsweise an einer Stelle, an der viel Staub entsteht, um die staubbeladene Luft möglichst direkt an der Entstehungsstelle abzusaugen, noch bevor sie sich großräumig im Raum verteilen kann.
Dies ist in der Regel eine Bearbeitungs-Maschine, beispielsweise eine Trockenschleif-Maschine, die jedoch eventuell nicht permanent läuft und Staub erzeugt. Durch eine Schaltklappe zum Öffnen und Schließen der Luftzufuhrleitung entlang des Gelenkarmes kann in der Luftzufuhrleitung ein Schließelement vorhanden sein, welches – auch drahtlos – von der Steuerung geöffnet und geschlossen werden kann, damit keine Raumluft an gesaugt wird, wenn an der betreffenden Stelle momentan kein Staub entsteht.
Die Steuerung kann hierfür andererseits Signale von der entsprechenden Bearbeitungs-Maschine selbst enthalten – ebenfalls auch drahtlos – beispielsweise über die weiter oben beschriebenen Funkstecker oder -Steckdosen, über die die Bearbeitungsmaschine an das Stromnetz angeschlossen ist.
Eine solche Luftleitung kann jedoch auch zum Zuführen, insbesondere Ansaugen, von Frischluft führen, indem insbesondere die Luft-Ansaugöffnung eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen an einer Frischluft-Zufuhröffnung besitzen kann, beispielsweise in einem entsprechenden Wanddurchbruch in einer Wand des Raumes.
Wenn die Luftleitung entlang des Gelenkarmes sehr lang und vergleichsweise von geringem Querschnitt ist, kann es sinnvoll sein, in der Luftleitung selbst ein ergänzendes, natürlich ebenfalls von der Steuerung aus steuerbares, Gebläse zu integrieren.
Der Umluft-Turm weist sowohl Luft-Abgabeöffnungen als auch Luft-Ansaugöffnungen vorzugsweise mindestens auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten auf, vorzugsweise – in der Aufsicht betrachtet – in alle vier Raumrichtungen weisend.
Vorzugsweise sind diese Öffnungen jedoch jeweils einzeln gesteuert von der Steuerung ganz oder teilweise deaktivierbar, insbesondere ganz oder teilweise gesteuert mit einer Schließvorrichtung verschließbar.
Wenigstens auf einer Seite sind diese Öffnungen, was insbesondere dann benötigt wird, wenn der Umluft-Turm an einer Wand aufgestellt werden soll oder aus einem anderen Grund aus einer Richtung weder Luft ansaugen noch dorthin Luft abgeben soll.
Der Umluft-Turm kann ferner eine zusätzliche Luft-Ansaugöffnung aufweisen, die zum Anschluss einer Luftleitung – welche an einem Gelenkarm befestigt sein kann oder auch nicht – dient, wobei vorzugsweise in der Luftleitung, vorzugsweise am oder im Umluft-Turm, aber stromabwärts der alternativen Luft-Ansaugöffnung ein Gehäuse zur Aufnahme einer wechselbaren Filterpatrone angeordnet ist, die jeweils angepasst ist an die über diese Luftleitung zugeführte Raumluft und die speziell darin erwarteten Verunreinigungen.
Dies kann vorteilhaft dann eingesetzt werden, wenn an beispielsweise nur einem Arbeitsplatz in dem zu reinigenden Raum ein ganz spezieller Schadstoff entsteht, der möglichst direkt von der alternativen Luft-Ansaugöffnung aus abgesaugt werden soll, während dieser spezielle Schadstoff nirgendwo anders in dem Raum auftritt.
Die Mobilität des Umluft-Turmes ist vorzugsweise dadurch gegeben, dass dieser über Rollen verfügt, mit denen er auf dem Untergrund verfahren werden kann. Die Mobilität des Umluft-Turmes wird durch die Art der Anschlüsse eingeschränkt, über die der Umluft-Turm mit Medien versorgt werden muss, beispielsweise einem Stromanschluss, einem Kaltwasseranschluss und/oder einem Warmwasseranschluss.
Der Umluft-Turm kann auch als Dockingstation für einen selbstfahrenden Saug-Roboter dienen, der während der arbeitsfreien Zeit, gesteuert von der Steuerung der Schichtlüftungs-Einheit und/oder eine eigene Steuerung, am Boden liegenden Staub aufsaugt, wobei insbesondere mittels der entweder Beleuchtungsstärken-Sensoren oder Partikelzähler, die sich an unterschiedlichen Stellen im Raum befinden, vorab bestimmt werden kann, an welchen Stellen sich voraussichtlich der meiste Staub auf dem Boden ablagern wird, und mit wenig Aufwand viel Staub von dem Saugroboter – zum Beispiel am Ende der arbeitsfreien Zeiten – im Raum aufgenommen werden kann.
Der Umluft-Turm verfügt dann vorzugsweise zum Einen über eine selbsttätig anfahrbare Ladestation für den Saugroboter als auch über eine Entleerstation, um den vom Saugroboter gesammelten Staub in einer Ablage im Umluft-Turm abzulegen, in die beispielsweise auch der vom Filter gelöste Filterkuchen fällt, wobei der Saugroboter und/oder der Umluft-Turm eine Entleervorrichtung aufweist, die dies selbsttätig durchführt.
c) Ausführungsbeispiele:
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
1: eine Ansicht ins Innere einer ersten Ausführungsform eines Umluftturmes,
2: perspektivische Darstellungen von Aufstellsituationen zweier leicht unterschiedlicher Bauformen von Umlufttürmen,
3: eine perspektivische Darstellung einer weitere Aufstellsituation einer weiteren Bauform eines Luftturmes
4: in der Aufsicht betrachtete weitere Aufstellsituationen von L Umlufttürmen in einem Raum.
2 soll einen Produktions-Raum 50, dem Behandlungsraum (50), etwa in Form einer Industriehalle darstellen, in dem an die Raumluft Verunreinigungen abgegeben werden, die mit Hilfe des Umluftturmes 1 beseitigt werden sollen.
In diesem Fall ist als Ursache für die Luftverschmutzung eine Schweißstelle 53 eingezeichnet, an der an einem großen Werkstück 51, und eventuell noch an unterschiedlichen Stellen, sodass eine Absaugung der Luft direkt an dem Entstehungsort, also der meist mehreren Schweißstellen 53, die auch noch ständig wechseln, kaum möglich ist.
Stattdessen wird der Umluftturm 1, der ja auf Rollen steht und beweglich ist, entsprechend im Raum 50 positioniert, um die entstandenen Verunreinigungen, in diesem Fall Funken und partikelförmige Verunreinigungen als auch Dämpfe, die beim Erhitzen von Öl und Schmutz auf dem Werkstück beim Schweißen entstehen, zu beseitigen.
Sofern es die Arbeit am Werkstück 51 zulässt, wird der Umluftturm 1 möglichst nah an die verursachende Stelle gebracht, in diesem Fall nahe am Werkstück und insbesondere an die Seite des Werkstückes, an der gerade gearbeitet wird, der Schweissstelle 53.
Ob und wie lange der Umluftturm 1 dabei arbeitet, also in Betrieb ist, und welche Vorgänge im Inneren des Umluftturmes 1 aktiv sind, wird gesteuert mit Hilfe von Luftqualitäts-Sensoren 2, die sich im Raum 50 befinden.
Welche Qualitätsparameter, also in der Regel die Verunreinigungen, diese Luftqualitäts-Sensoren 2 messen, hängt von der Art der in diesem Raum 50 zu erwartenden Verunreinigungen ab.
Wenn primär die Verschmutzung in zu vielen Feststoffpartikeln in der Raumluft gesehen wird, werden die Luftqualitäts-Sensoren 2 die Anzahl an Partikeln pro Volumeneinheit der Raumluft messen. Wenn ein bestimmtes gesundheitsschädliches Gas oder Dampf zu erwarten ist, wird eben dieses Gas oder dieser Dampf von den Luftqualitäts-Sensoren 2 ermittelt.
Dementsprechend können einzelne Luftqualitäts-Sensoren 2 auch mehrere Qualitätsparameter messen, oder es können innerhalb des Raumes 50 unterschiedliche Sensoren für unterschiedliche Qualitäts-Parameter vorhanden sein.
Zumindest ein Luftqualitäts-Sensor 2 befindet sich an dem Umluftturm 1 selbst, entweder an dessen Oberseite oder sogar am freien Ende des Ansaugkamines 14, der nachfolgend beschrieben wird.
Vorzugsweise möchte man jedoch wissen, wo im Raum 50 sich die stärkste Verunreinigung der Raumluft gegeben ist, was nicht immer mit dem Ort der Entstehung korrelieren muss aufgrund der im Raum 50 vorhandenen Luftströmungen. Deshalb sind vorzugsweise über den Raum 50 verteilt eine ganze Reihe von solchen Luftqualitäts-Sensoren 2 angeordnet. Diese hängen dann entweder in einem bestimmten Abstand unterhalb der Decke 52 oder über dem Boden des Raumes, oder auch unmittelbar unter der Decke 52, vorzugsweise über die Grundfläche des Raumes 50 verteilt.
Damit ist erkennbar – sei es durch manuelles Ablesen oder ausgewertet durch eine Steuerung 3, die in jedem Umluftturm 1 oder abseits davon angeordnet sein kann – an welcher Stelle im Raum 50 die höchste Belastung herrscht, sodass der Umluftturm 1 dann bevorzugt an diese am meisten belastete Stelle gestellt wird.
1 zeigt einen solchen Umluftturm 1 bei geöffnetem Gehäuse, der unterschiedliche Funktionen erfüllen kann:
Primär dient der Umluftturm 1 dem Reinigen der Umgebungsluft, die im oberen Bereich, vorzugsweise an der Oberseite, des Gehäuses des Umluftturmes 1 über eine Luft-Ansaugöffnung 4 angesaugt wird und im Inneren des Umluftturmes 1 gereinigt wird, sodass sie danach im gereinigten Zustand über die Luft-Austrittsöffnungen 5, die sich seitlich im unteren Bereich des Umluftturm 1 befinden und vorzugsweise an mehreren, insbesondere allen, Seiten des Umluftturmes 1 befinden, wieder an den umgebenden Raum 50 abgegeben werden kann.
Um die Höhe, in der die Raumluft angesaugt wird, variieren zu können – da gerade bei starken Verschmutzungen häufig eine stark geschichtete Luftverunreinigung vorliegt – kann die Luft-Ansaugöffnung 4 des Umluftturmes 1 in der Höhe variiert werden, beispielsweise durch Hochklappen eines Ansaugkamins 14, durch die die Luft-Ansaugöffnung 4 um die Länge des Ansaugkamins 14 nach oben verlegt wird. Auch ein feststehender, teleskopierbarer Ansaugkamin ist vorstellbar, wie in 2 in der linken Hälfte dargestellt – oder andere Lösungen.
Die Luftzufuhr kann stattdessen und/oder zusätzlich über eine alternative Luft-Ansaugöffnung 4‘ erfolgen, die in diesem Fall seitlich aus dem Gehäuse vorsteht und in deren Stutzen zusätzlich ein Gehäuse für eine Filterpatrone 24 enthalten ist.
Der Stutzen der alternativen Luftansaugöffnung 4‘ ist dazu ausgebildet, um hieran eine Luftleitung 29 anzuschließen, die verunreinigte Luft von einer Produktionsmaschine, beispielsweise einer Brennschneidanlage, heranführt, oder verunreinigte Luft aus einer zentralen Luftsammelanlage, in der die verunreinigte Luft mehrerer solcher Produktionsanlagen bereits gesammelt ist.
Ebenso ist vorgesehen, die Höhenlage der Luft-Austrittsöffnung 5 zu variieren, beispielsweise indem ein Schieber 16 die Luftaustrittsöffnung 5 teilweise verschließen kann, und dadurch durch Verschließen des oberen Teils der Luftaustritt sehr tief im unteren Teil stattfindet oder umgekehrt beim Verschließen des unteren Teils der Luftaustritt in ca. 1 Meter Höhe über dem Boden erfolgt, beispielsweise weil sich am Boden Staub abgelagert hat, der durch Ausströmen direkt über dem Boden aufgewirbelt würde.
Im normalen Filterbetrieb wird die angesaugte Raumluft zunächst über einen Funkendetektor 7 und/oder einen Partikelzähler 8 geleitet, angesaugt von einem Gebläse 28, wobei der Funkendetektor 7 entdeckte Funken, die ja in der Regel glühende Feststoffpartikel sind, abscheidet und in eine separate Ablage 11 für diese heißen Feststoffpartikel fallen. Die abgesaugte Raumluft wird danach durch einen Zyklon 15 geführt, in dem von den noch vorhandenen Feststoffpartikeln die größten und schwersten – abhängig von der Auslegung des Zyklons – abgeschieden werden und in einer separaten Ablage 12 für große Feststoffteilchen gesammelt werden.
Von dort kann die Luft beispielsweise über einen Detektor 9 für gasförmige Verunreinigungen geführt werden, um diese hinsichtlich ihrer Konzentration zu bestimmen, gegebenenfalls auch erst hinsichtlich ihrer Art zu bestimmen.
In Strömungsrichtung 10 wird die angesaugte Raumluft dann über einen ersten Filter 17, meist einen Grobfilter, geleitet und von dort weiter durch einen zweiten Filter 18, meist einen Feinfilter, zur Luft-Austrittsöffnung 5.
Zumindest der Grobfilter ist automatisch reinigbar, indem er – meist gesteuert in Abhängigkeit von dem über diesem Filter hinweg auftretenden Druckverlust – periodisch durch Druckluftdüsen 19 mit Druckluft beschossen und dadurch der Filterkuchen vom Filter abgelöst wird, der Filterkuchen herabfällt in eine hierfür vorgesehene Ablage 13.
Die einzelnen Ablagen 11, 12, 13 weisen jeweils einen Füllstandssensor 25 und/oder einen Temperatursensor 26 auf. Der Füllstandssensor 25 meldet einen zu hohen Füllstand und veranlasst ein Signal über die Steuerung, damit ein Bediener diese Ablage 11, 12 oder 13 leert.
Die Ablagen 11 bis 13 können auf einfache Art und Weise wie Schubladen entnommen und geleert werden.
Der Temperatursensor 26 meldet eine unzulässig hohe Temperatur in einer der Ablagen und aktiviert vorzugsweise direkt die im Filterturm vorhandene, meist mittels CO₂ arbeitende, Löschvorrichtung 27, die dann CO₂ in die entsprechende Ablage leitet und den dort im Entstehen befindlichen oder bereits ausgebrochenen Brand löscht.
Der Umluftturm 1 enthält darüber hinaus ein Heiz- und/oder Kühlaggregat 6 für die angesaugte Luft.
Um die Luft auf unterschiedliche Weise im Filterturm behandeln zu können, sind zusätzlich zu dem beschriebenen Weg der angesaugten Luft mehrere Verzweigungen und Bypässe mittels entsprechender Schaltklappen möglich, die wie alle Funktionen des Umluftturmes 1 von dessen zentraler Steuerung 3 gesteuert werden, die auch alle Werte an einem Display 30 außen am Gehäuse 5 dem Bediener anzeigt:
So kann die angesaugte Raumluft durch Umstellen einer ersten Schaltklappe 20a unmittelbar hinter der Luftansaugöffnung 4 in eine erste Bypassleitung 21 umgeleitet werden, die lediglich über das Heiz- und/oder Kühlaggregat 6 sowie ein weiteres Gebläse 28 führt und danach sofort die Luftaustrittsöffnung 5 erreicht. Damit kann der Umluftturm 1 ausschließlich zum Heizen oder Kühlen der Umgebungsluft eingesetzt werden, wenn überhaupt keine Reinigung der Raumluft notwendig ist.
Ebenso kann die Luft auf dem Weg zwischen dem ersten Filter 17 und dem zweiten Filter 18 über eine Schaltklappe 20c und eine weitere Bypassleitung 22 in die Bypassleitung 21 stromaufwärts des Heiz- und Kühlaggregates 6 geleitet werden, wofür an der Mündung der Bypassleitung 22 in der Bypassleitung 21 dort eine weitere Schaltklappe 20b benötigt wird.
Dieser Weg dient der Umgehung des zweiten Filters 18 und vor allem der Möglichkeit, die bereits grob gefilterte Raumluft zusätzlich zu temperieren.
Ebenso kann die Luft, die von der Luft-Ansaugöffnung 4 direkt zum Heiz-/Kühlaggregat 6 und danach weiter zur Luft-Austrittsöffnung 5 geleitet wird, vor Erreichen der Luftaustrittsöffnung 5 über eine weitere Bypassleitung 23 und Schaltklappen 20d, 20e an deren Enden, der normalen Luftführung über die beiden Filter stromaufwärts des zweiten Filters 18 zugeführt werden, um diese nur über den zweiten Filter 18 zu führen.
Falls die Raumluft alle Filterstufen durchlaufen soll und zusätzlich geheizt oder gekühlt werden soll, erfolgt die Luftführung wie beschrieben über den ersten Filter 17, danach über den Bypass 22 zum Heiz- und/oder Kühlaggregat 6 und von dort über den Bypass 23 zurück auf den normalen Luftführungsweg, also stromaufwärts des zweiten Filters 18.
Auf diese Art und Weise kann der Umluftturm 1 zum einen flexibel in Abhängigkeit von der vorhandenen Luftverschmutzung eingesetzt werden, also nur solange laufen, bis die Luftqualitäts-Sensoren 2 eine ausreichend gute Luftqualität melden. Zusätzlich können die einzelnen Filterungsstufen in Kombination mit oder separat von einer Heiz- und Kühlfunktion eingesetzt werden, sodass der Umluftturm 1 auch eine Hallenheizung ersetzen oder ergänzen kann.
Aufgrund der Steuerung der energieintensiven Filterung und Heizung sowie Kühlung ergibt dies eine Senkung der Heizkosten und auch der Filterungskosten gegenüber anderen Lösungen.
In diesem Zusammenhang kann es sinnvoll sein, dass an den verschließbaren Raumöffnungen, wie etwa einem Oberlicht 55 oder einem Rolltor 54, wie in 2 eingezeichnet, oder auch einer Tür 59, wie in 4 eingezeichnet, jeweils ein Sensor 2‘ vorhanden ist, der den Öffnungszustand ermittelt und ebenfalls an die Steuerung 3 der Schichtlüftungseinheit, insbesondere des einzelnen Umluftturmes 1, meldet, welche daraufhin entsprechend reagieren kann, wie nachfolgend erläutert.
In 2 ist ferner dargestellt, dass der dortige linke Umluftturm 1 über eine Zufuhrleitung 58 für ein Temperiermedium zum Umluftturm 1 verfügt, beispielsweise einem flüssigen Heizmedium, welches im inneren des Filterturmes 1 einen Wärmetauscher durchströmen kann, der andererseits von der angesaugten Raumluft bestrichen wird und diese aufheizt.
Ein solches Heizmedium kann beispielsweise von einem in der Regel außerhalb des Raumes 50 angeordneten Druckluft-Kompressor 56 stammen und durch dessen Abwärme aufgeheizt sein, mittels eines an den Kühlkreislauf des Druckluft-Kompressors 56 eventuell angeschlossenen anderen Wärmetauschers 60 oder auch indem dieses Temperiermedium die Kühlkanäle des Druckluft-Kompressors 56 direkt durchströmt.
Auf diese Art und Weise kann die Raumluft des Raumes 50 kostengünstig mit ohnehin verfügbarer Abwärme – anstelle des Druckluft-Kompressors kann es sich um jede andere Abwärme erzeugende Maschine, sei es eine Produktionsmaschine, oder sei es eine andere Maschine – beheizt werden.
Über eine solche Zufuhrleitung 58 kann jedoch auch ein Temperiermedium zugeführt werden, welches speziell mittels eines Brenners aufgeheizt wurde, der jedoch Primärenergie, wie Öl oder Gas, verbrennt, wodurch die Wärmeerzeugung kostengünstiger ist als durch Betrieb der Heizvorrichtung 6 in dem Umluftturm 1 mittels elektrischem Strom.
Über die Zufuhrleitung 58 kann auch ein kaltes Temperiermedium zugeführt werden, um mittels des Wärmetauschers im inneren des Umluftturmes 1 die Raumluft zu kühlen.
3 zeigt in einem Raum 50, indem wiederum an einem Werkstück 51 geschweißt wird an einer Schweißstelle 53, eine etwas andere Bauform eines Umluftturmes 1:
Dieser unterscheidet sich von dem Umluftturm 1 gemäß 1 dadurch, dass zum einen Luft-Austrittsöffnungen 5 auf mindestens zwei einander gegenüberliegenden Seiten, vorzugsweise auf allen vier Seiten des in der Aufsicht rechteckigen Gehäuses – also unabhängig von der Form der Grundfläche vorzugsweise auf allen Seiten in der Aufsicht betrachtet – aufweist.
Der weitere Unterschied besteht darin, dass an dem Gehäuse des Umluftturmes 1, in diesem Fall auf dessen Oberseite, Gelenkarme 33 mit einem Ende befestigt sind, und an deren anderen, vorderen Ende die Luft-Ansaugöffnung 4 vorhanden ist, in dem von dort mittels einer Luftleitung 29, die in oder an dem Gelenkarm 33 geführt ist, die angesaugte Raumluft zum Umluftturm 1 geführt und dort, wie am Anfang zu 1 beschrieben, behandelt wird.
Diese Gelenkarme 33 bestehen in diesem Fall aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Armteilen, die in alle Raumrichtungen bewegbar sind:
Auf diese Art und Weise kann eine Luftansaugöffnung 4 am freien Ende eines Gelenkarmes 33 nahe an einen Entstehungsort von Verschmutzungen, hier der Schweißstelle 53, gebracht werden und gehalten werden, da die Gelenkarme 33 in jeder beliebigen Lage arretierbar sind.
Der andere, nach rechts führende Gelenkarm 33 setzt an einer Frischluftzufuhröffnung 61, die die Wand des Raumes 50 durchdringt, an und kann von dort somit Umgebungsluft ansaugen, und dem Umluftturm 1 zuführen und dort behandelt, beispielsweise aufgeheizt zu werden, und an den Raum 50 abgegeben zu werden, wenn beispielsweise die Raumluft im Raum 50 einen zu geringen Sauerstoffgehalt ausweist.
Andere Nutzungs-Möglichkeiten sind mit den gestrichelt dargestellten Gelenkarmen 33 dargestellt:
So kann mittels eines fast ausgestreckt nach oben weisenden Gelenkarmes 33 die Raumluft nahe unter der Decke des Raumes 50 angesaugt werden, falls sich dort Verunreinigungen, wie etwa Staub, konzentriert haben, was beispielsweise bei Staub der Fall ist, der mittels sehr warmer, schnell aufsteigender Luft nach oben transportiert wird.
Ebenso kann auf diese Art und Weise die Luft-Ansaugöffnung 4 am vorderen Ende eines Gelenkarmes 33 auf eine Position knapp über dem Boden abgesenkt werden, was beispielsweise sinnvoll ist, wenn vor Beginn der Arbeitszeit sich relativ viel Staub in bodennahen Schichten der Raumluft angesammelt hat oder gar auf dem Boden abgesetzt hat.
Vor allem für letzteren Fall ist auch ein selbstfahrendes Saugfahrzeug 31 sinnvoll, welches freifahrend, z.B. vor Arbeitsbeginn, den Boden des Raumes zur 50 abfährt und abgelagerten Staub aufnimmt.
Ein solches selbstfahrendes Saugfahrzeug 31 kann zum Aufladen seines Akkus für seinen elektrischen Motor an einer speziellen Dockingstation des Umluftturmes 1 oder auch woanders im Raum andocken, und insbesondere bei dieser Gelegenheit automatisch auch seinen Staubbehälter in die Ablage des Umluftturmes 1 hinein entleeren.
In 3 sind ferner fest montierte Luft-Austrittsöffnungen 5‘ eingezeichnet, die von einer anderen Heizung, beispielsweise einer festmontierten Raumheizung des Raumes 50, erzeugte Warmluft in den Raum 50 hinein abgeben, und die in der Regel im oberen Bereich der Wände oder auch unter der Decke des Raumes 50 montiert sind.
Zur Steigerung der Effizienz oder Unterstützung einer solchen festmontierten Raumheizung kann es sinnvoll sein, wenn mit Hilfe des Umluftturmes die im oberen Bereich eingebrachte Warmluft in den unteren Bereich transportiert wird, beispielsweise vor Arbeitsbeginn, was der Umluftturm 1 bewerkstelligen kann durch wenigstens eine hoch, insbesondere nahe an den Luft-Austrittsöffnungen 5‘ der festinstallierten Heizung, positionierte Luftansaugöffnung 4, beispielsweise indem die an dem vorderen Ende des Gelenkarmes 33 hierfür vorhandene Luft-Ansaugöffnung 4 verwendet wird.
In 3 und ebenso in 4 sind ferner vorzugsweise in einer hochliegenden Position, insbesondere in den Raumecken, Wärmebildkameras 32 eingezeichnet, die ebenfalls mit der Steuerung 3 der Schichtlüftungs-Einheit, insbesondere des Umluftturmes 1, in Verbindung stehen und ein Wärmebild des Raumes 50 liefern.
Die Aufnahmen der Wärmebildkamera können am Display der Steuerung 3 grafisch dargestellt werden, so dass der Bediener sofort erkennt, wie die Wärmeverteilung im Raum ist und wie diese mit Hilfe des Umluftturmes 1 und dessen Positionierung und Anordnung seiner Luftansaugöffnungen 4 positiv beeinflusst werden kann.
Die Wärmebildkameras 32 können darüber hinaus – ebenso wie Luftqualitäts-Sensoren 2 in der Ausbildungsform als Temperatursensor – ein Alarmsignal abgeben, wenn eine Temperatur oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes gemessen wird, was dann meist auf einen Brand oder entstehenden Brand oder eine sehr Hitze-intensive Bearbeitung hinweist.
In 3 sind ferner – diesmal nur unter der Decke des Raumes 50 – Luftqualitäts-Sensoren 2 und / oder, insbesondere funktionsvereinigt, jeweils ein weiterer Sensor 2‘ in Form etwa eines Beleuchtungsstärken-Sensors 2' angeordnet, die ebenfalls mit der Steuerung 3 verbunden sind, so dass hierüber der Bediener auch die Beleuchtungsstärke und vor allem auch die Verteilung der Beleuchtungsstärke im Raum 50 erkennen kann. So kann er bei Bedarf, auch bereichsweise, die Beleuchtungs Stärke anheben oder absenken.
Auch eine automatische Anpassung der Beleuchtungsstärke kann von der Steuerung 3 veranlasst werden, sofern diese mit der Beleuchtungsanlage des Raumes 50 signaltechnisch verbunden ist.
4 zeigt die Aufsicht auf einen Raum 50 bei geöffnetem Dach des Raumes 50.
Der Raum 50 besitzt an seiner rechten Stirnseite eine doppelflügeliges Tor 57, von dem jeder Flügel mit einem Sensor 2‘ in Form eines Öffnungssensors ausgestattet ist, und ebenso die Tür 59 an der linken Stirnseite des Raumes 50.
Ferner sind auch hier in den Raumecken Wärmebildkameras 32 angeordnet, sowie an der Außenseite einer Seitenwand der Kompressor 56 angedeutet, der über eine Zufuhrleitung 58 seine Abwärme an den nächststehenden Umluftturm 1 liefert, der hier wieder in der Bauform mit Gelenkarmen 33 dargestellt ist.
Dieser Umluftturm 1 ist mit aktivierten Luft-Austrittsöffnungen 5 an allen seinen Seiten dargestellt.
Im Raum 50 verteilt sind weitere mobile Umlufttürme 1 dargestellt, und darüber hinaus an den Seitenwänden Luft-Austrittsöffnungen 5‘ der (nicht dargestellten) festmontierten Raumheizung.
Über die Grundfläche verteilt – und eventuell zusätzlich in mehreren Höhen, insbesondere jedoch im oberen Bereich des Raumes 50 – sind wiederum eine Reihe von Luftqualitäts-Sensoren 2 und gegebenenfalls weitere Sensoren 2‘ angeordnet.
Weiterhin ist an einer Seitenwand im Inneren des Raumes 50 an der Wand eine Bedieneinheit einschließlich eines Displays 30 einer übergeordneten Steuerung 3+ dargestellt, die vorzugsweise alle Umlufttürme 1 im Raum 50 steuert, welche entweder über keine eigene Steuerung mehr verfügen oder deren einzelne Steuerungen 3 als untergeordnete, sogenannte Slave-Steuerungen, gesteuert von der Mastersteuerung 3+ agieren, und ihren Entscheidungsspielraum von dieser Mastersteuerung 3+ erhalten.
Am Beispiel dieses Raum-Grundrisses sind unterschiedliche Möglichkeiten sowohl der Positionierung als auch des Betriebes der einzelnen Umlufttürme 1 dargestellt:
So steht beidseits der Türöffnung des doppelflügeligen Tores 57 jeweils ein Umluftturm 1 im Raum 50, vorzugsweise mit einer seiner Seitenflächen an die Wand geschoben, wobei auf dieser Seite die eventuell dort vorhandenen Luft-Austrittsöffnungen 5 deaktiviert sind.
Diese beiden Umlufttürme 1 können ihre Luft in alle drei anderen Raumrichtungen abgeben.
Sie können jedoch auch dazu verwendet werden, um die angesaugte Raumluft – vor allem im Winter – zu beheizen und bei geöffneten Tor 57 erwärmte Luft auch, vorzugsweise nur, in Richtung dieser Toröffnung abzugeben, deren Öffnung durch den dortigen Öffnungssensor 2‘ dedektiert wird.
Damit kann vor allem im unteren Höhenbereich mittels dieser beiden Umlufttürme 1 ein Warmluftvorhang vor der Toröffnung erzeugt werden, die das massive Ausströmen von erwärmter Raumluft während der Öffnung dieses Tores 57 reduziert.
Anders ist dagegen die Situation, wenn dieses Tor 57 geöffnet wird, und die Raumluft im inneren des Raumes 50 stark verschmutzt ist und / oder gerade im Sommer sehr warm ist.
Dann können die in der Einfahrtrichtung durch das Tor 57 in Linie angeordneten Umlufttürme 1 beispielsweise so geschaltet werden, dass sie Luft von dem von dem Tor 57 am weitesten entfernten Bereich ansaugen und in Richtung dieses Tores 57 abgeben, bzw. an den dazwischen liegenden weiteren Umluftturm 1 abgeben.
Dadurch wird eine Transportkette für Raumluft in Richtung des geöffneten Tores 57 geschaffen, die bei geringem Energieaufwand erhebliche Mengen an schmutzbeladener Raumluft aus dem Raum 50 entfernt.
Auch in 4 ist ein selbstfahrendes Saugfahrzeug 31 eingezeichnet, welches selbsttätig die frei zugänglichen Bereiche des Bodens des Raumes 50 abfährt und den dort abgelagerten Schmutz aufsaugt.
Bezugszeichenliste

1: Umluftturm
2: Luftqualitätssensor 2 Sensor
3: Steuerung 3+ Master-Steuerung
4, 4‘: Luft-Ansaugöffnung
5 5‘: Luft-Austrittsöffnung
6: Heiz- und/oder Kühlaggregat
7: Funkendetektor
8: Partikelzähler
9: Detektor
10: Strömungsrichtung
11: Ablage
12: Ablage
13: Ablage
14: Ansaugkamin
15: Zyklon
16: Schieber
17: Filter
18: Filter
19: Druckluftdüse
20a–e: Schaltklappe
21: Bypassleitung
22: Bypassleitung
23: Bypassleitung
24: Filterpatrone
25: Füllstandssensor
26: Temperatur-Sensor
27: Löschanlage
28: Gebläse
29: Frischluftleitung
30: Display
31: Saugfahrzeug
32: Wärmebild-Kamera
33: Gelenkarm
50: Behandlung-Raum, Raum
51: Werkstück
52: Decke
53: Schweißstelle
54: Rolltor
55: Oberlicht
56: Druckluft-Kompressor
57: Tor
58: Zufuhrleitung
59: Tür
60: Wärmetauscher
61: Luft-Zufuhröffnung

Claims

Verfahren zum Behandeln der Raumluft, indem – an wenigstens einer Stelle des Raumes (50) eine geschichtete Umwälzung der Raumluft erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Umwälzung automatisch gesteuert wird in Abhängigkeit von wenigstens einem Qualitäts-Parameter der Raumluft, der gemessen und mit wenigstens einem vorgegeben Grenzwert für diesen Qualitäts-Parameter verglichen wird. (Reinigen)
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luft-Qualitätsparameter der gemessen wird, – die Anzahl an Verunreinigungen, insbesondere Feststoffpartikeln, pro Volumeneinheit der Raumluft, insbesondere unterschieden nach Größe der Feststoffpartikel, und/oder – die Anzahl der in der Luft enthaltenen Funken, und/oder – der Gehalt an nicht feststoffförmigen Verunreinigungen der Luft, also definierten dampfförmigen oder flüssigen Verunreinigungen, insbesondere in Form von Ölnebel oder definierten Schadstoffen, pro Volumeneinheit und/oder – die Temperatur der Raumluft, und/oder – die Feuchtigkeit der Raumluft und/oder – die Strömungsgeschwindigkeit der Raumluft und/oder – Zusammensetzung der Luft, insbesondere hinsichtlich Sauerstoffgehalt oder Kohlenmonoxid-Gehalt, ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Feststoffpartikel aus der Raumluft entfernt werden mittels eines Schwerkraftabscheiders, insbesondere eines Zyklons, oder eines Filters und – insbesondere die Reinigung der Filter, insbesondere mittels darauf gerichteter Druckluft-Stöße, automatisch durchgeführt wird, insbesondere wenn das Gebläse still steht oder mit niedriger Leistung läuft, insbesondere mit maximal 20 Prozent seiner maximal möglichen Leistung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablage von aus der Raumluft insbesondere mittels eines Zyklons entfernter kalter Feststoffpartikel und heißer Feststoffpartikel in getrennten Ablagen (11, 12) erfolgt. (Temperieren)
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Behandlung der Raumluft in einem Aufheizen oder Abkühlen der Raumluft besteht, welches insbesondere mithilfe eines mit Wasser betriebenen Wärmetauschers durchgeführt wird, dem kaltes Wasser und/oder warmes Wasser von einer vor Ort vorhandenen Heizungsanlage, die mit Primärbrennstoff betrieben wird, zugeführt wird, und/oder – eine Temperaturmessung an der Stelle der Behandlung der Raumluft auf wenigstens zwei unterschiedlichen Höhen durchgeführt wird und insbesondere zusätzlich eine Temperaturmessung weit entfernt davon im Raum, insbesondere an einzelnen Arbeitsplätzen, durchgeführt wird, vorzugsweise ebenfalls auf zwei unterschiedlichen Höhen. Morgens vor Arbeitsbeginn die Filter (17, 18) in den Umlufttürmen (1) mittels Druckluft-Stößen gereinigt werden und die dabei von dem Druckluft-Kompressor erzeugte Abwärme dem Umluftturm (1) zugeführt und zum Aufheizen der Raumluft verwendet wird. (Sensorik)
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines gemessenen zu geringen Sauerstoffgehaltes oder zu hohen Kohlenmonoxid-Gehaltes automatisch eine Frischluft-Zufuhr veranlasst wird, insbesondere durch automatisches Öffnen eines Tores (57) oder eines Fensters, oder durch Öffnen einer Zufuhrleitung zwischen der Umgebung des Raumes und dem inneren des Raumes.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Parameter – der Differenzdruck in der den Filter durchströmenden Luft über dem Filter – die Temperatur und/oder Feuchtigkeit der Außenluft, – der Öffnungs-Zustand einschließlich der Schließstellung, insbesondere der Öffnungsgrad, der Fenster und Türen (59) des Behandlungs-Raumes (50), – die Beleuchtungs-Stärke in dem Behandlungs-Raum (50), insbesondere separat für einzelne Bereiche, insbesondere an in dem Raum (50) vorhandenen Arbeitsplätzen, – gemessen wird und an die Steuerung gemeldet wird. (Vernetzung)
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Wärmebild wenigstens von Teilen des Raumes (50), in dem die Behandlung der Raumluft durchgeführt wird, erzeugt und automatisch ausgewertet und/oder angezeigt und/oder an eine Steuerung, insbesondere eine zentrale-Steuerung gemeldet wird, und/oder – der Qualitäts-Parameter der Raumluft weit entfernt von der Stelle der Reinigung, insbesondere Filterung, der Raumluft erfolgt, insbesondere an unterschiedlichen definierten Stellen des Raumes (50) und/oder in unterschiedlichen Höhen im Raum (50), und an die Steuerung (3) gemeldet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität der Raumluft unterschieden nach unterschiedlichen Parametern an den einzelnen Messstellen gemessen und an die Steuerung (3) gemeldet wird, und insbesondere nicht alle Qualitäts-Parameter an allen Messstellen gemessen werden. (Mehrere Türme)
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung der Raumluft an mehreren voneinander entfernten Stellen des Raumes (50) durchgeführt wird und von einer übergeordneten Zentral-Steuerung (3+) für die einzelnen Behandlungsstellen gesteuert wird, wobei insbesondere die Steuerung für eine Behandlungsstelle als Master-Steuerung (3+) fungiert, die mit den Steuerungen (3) für die anderen Behandlungsstellen, die Slaves, korrespondiert und insbesondere deren Entscheidungsspielraum vorgibt. (Beleuchtung)
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungs-Stärke mit vorgegebenen Soll-Werten verglichen wird, und daraufhin entweder ein Warnsignal abgegeben wird oder automatisch im entsprechenden Bereich die Beleuchtungs-Stärke angehoben oder abgesenkt wird. (Steuerung)
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung des Gebläses (28) für das Ansaugen der Raumluft erhöht wird, je höher der Differenzdruck über dem Filter (17, 18) ist, so dass die Durchsatz-Volumen pro Zeiteinheit insbesondere konstant gehalten wird, mindestens jedoch auf insbesondere +/–10 Prozent gegenüber dem Sollwert gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – bei Arbeitsbeginn oder eine vorgegebene Zeitspanne vor Arbeitsbeginn zeitgesteuert die Behandlung der Raumluft, insbesondere durch Reinigen der Raumluft und/oder Beheizen der Raumluft, in Gang gesetzt wird, – insbesondere bei oder vor Arbeitsbeginn zeitgesteuert die Reinigung der Luft in Gang gesetzt wird durch Ansaugen der Raumluft von einer tief liegenden Ansaugöffnung und Abgeben über eine hochfliegende Abgabeöffnung, insbesondere mittels Drehrichtungs-Umkehr des Gebläses, jedoch unter durchlaufen des Filters in der Filterungs-Richtung, und/oder – bei oder vor Arbeitsbeginn zeitgesteuert von der Luft-Behandlung-Einheit aus eine externe Heizungsanlage in Gang gesetzt oder hochgefahren wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – bei gemessenem zu geringen Sauerstoffgehalt und/oder zu hohem Kohlenmonoxid-Gehalt verglichen mit einem Vergleichswert ein Tor (57) und/oder ein Fenster des Raumes (50) geöffnet wird, vorzugsweise automatisch veranlasst durch die Steuerung und/oder – die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur an einem tief liegenden Messpunkt und an einem hochliegende Messpunkt ermittelt wird und bei Überschreiten eines vorgegebenen Temperatur-Differenz-Wertes eine Luft-Umwälzung von oben nach unten oder umgekehrt durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Steuerung (3), insbesondere eine über die einzelnen Steuerungen (3) übergeordnete Master-Steuerung (3+), sowie das diesbezügliche Display (30) abseits der Behandlung-Stelle angeordnet ist und mit den Sensoren (2, 2') und/oder den anzusteuernden beweglichen Elementen wie Motoren entweder drahtlos per Funk oder Draht gebundenen über Internet oder Intranet Daten austauscht, und/oder – das Gebläse (28) auf niedrigere Drehzahl geschaltet oder insbesondere still gesetzt wird, wenn ein Öffnungssensor (2') über mehr als eine vorgegebene Höchst-Zeit den Öffnungs Zustand eines Tores (57) oder Fensters des Raumes (50) meldet und insbesondere dann die Filter-Reinigung aktiviert wird. (Visualisierung)
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Sensoren (2, 2') ermittelten Messwerte, insbesondere in durch die Steuerung ausgewerteter Form, und/oder von der Steuerung (3) veranlasste Ansteuerungen in elektronischer Form visualisiert werden durch Anzeige als Grafik und/oder absoluten Wertangaben, entweder an einem Display (30) an der Behandlungsstelle oder am Display (30) einer übergeordneten Leitstelle (3+), an die die Visualisierungs-Daten weitergeleitet werden. (Brand-Meldung)
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine flächendeckende Überwachung der Temperatur im dem Raum (50), in dem die Behandlung der Raumluft stattfindet, durchgeführt wird, insbesondere mittels einer Wärmebild-Kamera (32) oder einer Infrarot-Kamera oder mittels im Raum (50) verteilter Temperatursensoren (2) und bei Überschreiten eines Temperatur-Grenzwertes ein Alarmsignal abgegeben wird, insbesondere ein Feuer-Alarm ausgelöst wird einschließlich Benachrichtigung der zuständigen Feuerwehr. (Einbruchsmeldung)
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in vorgegebenen Zeiträumen die Anwesenheit von Lebewesen, insbesondere von Menschen, in dem Raum (50), in dem die Luftbehandlung durchgeführt wird, detektiert wird, insbesondere mithilfe eines Bewegungsmelders (2') oder einer Wärmebild-Kamera (32), und die Entdeckung eines Menschen an eine übergeordnete Leitstelle gemeldet wird und/oder ein Alarmsignal auslöst. (allgemein)
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Ansaugen und Abgeben der Raumluft mit einem Höhen-Versatz erfolgt und die Luft-Ansaugöffnung (4) wahlweise die obere oder die untere der beiden unterschiedlich hoch angeordneten Öffnungen ist, und/oder – die Ansaugung der Luft wahlweise auf unterschiedlichen Höhen erfolgt, indem insbesondere die Ansaugöffnung (4) in der Höhe verstellbar ist, insbesondere an einem Gelenkarm (33) befestigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (3) aufgrund der an verschiedenen Stellen gemessenen Qualitätsparameter der Raumluft eine Umsetzung des Umluftturmes (1) an eine andere, definierte Position in dem Raum (zur 50) an seiner Ausgabeeinheit, insbesondere dem Display (30), vorschlägt.
Schichtlüftungs-Einheit mit – wenigstens einem Umluftturm (1) mit darin befindlicher Luft-Reinigungseinheit, insbesondere einem Filter (17, 18), und einem Gebläse (28) – wenigstens einem Luftqualitäts-Sensor (2), gekennzeichnet durch – eine Steuerung (3), die mit dem Luftqualitäts-Sensor (2) als auch dem Umluftturm (1), insbesondere dessen Gebläse (28), signaltechnisch verbunden ist und in der Lage ist, den Betrieb des Umluftturmes (1) in Abhängigkeit von den vom Luftqualitäts-Sensor (2) erhaltenen Signalen zu steuern. (Reinigen)
Schichtlüftungs-Einheit nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass – die Luft-Reinigungseinheit insbesondere zweistufig ausgebildet ist mit einem Schwerkraftabscheider, insbesondere einem Zyklon (15), als erster Stufe und wenigstens einem Filter (17, 18) als zweiter Stufe und/oder – der Filter (17, 18) eine Reinigungsvorrichtung umfasst, die insbesondere Druckluft-Düsen (19) aufweist, die entgegen der normalen Durchströmungsrichtung des Filters (17, 18) beim Filtern auf den Filter gerichtet sind.
Schichtlüftungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Vorrichtungs-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – für die mittels dem Schwerkraftabscheider abgeschiedenen Partikel eine Ablage (11, 12, 13) im Umluftturm (1) vorhanden ist, in die diese Partikel hinein fallen und/oder – der Umluftturm (1) für ausgefilterte kalte Feststoffpartikel und ausgefilterte heiße, insbesondere glühende, Feststoffpartikel getrennte Ablagen (11, 12, 13) aufweist – und insbesondere ein Temperatur-Sensor (2) so angeordnet ist, dass er die Temperatur dieser Partikel misst sowie eine schaltbare Leitvorrichtung, die abhängig von der gemessenen Temperatur die Partikel in eine Ablage (12, 13) für kalte Feststoffpartikel und in eine Ablage (11) für heiße Feststoffpartikel abgelegt.
Schichtlüftungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – zumindest in dem Umluft-Turm (1) ein Funkendetektor (7) vorhanden ist und/oder – der Umluftturm (1) eine Löschanlage (27) aufweist, die mit den einzelnen Ablagen (11, 12, 13) verbunden ist und insbesondere von dem Temperatursensor (26) oder über die Steuerung (3) angesteuert wird und/oder – der Umluftturm (1) eine Bypass-Leitung (21, 22, 23) um den Filter (17, 18) herum aufweist mit wenigstens einer von der Steuerung (3) hierfür steuerbaren Umschaltklappe (20a).
Schichtlüftungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Vorrichtungs-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – zumindest in dem Umluft-Turm (1) ein Partikel-Zähler (8) vorhanden ist, der die Feststoffpartikel pro Volumeneinheit der hindurchströmenden Raumluft misst und insbesondere die Feststoffpartikel separat nach Größe oder größeren-Bereichen der Partikel zählen kann und/oder – ein Partikelzähler (8), der abseits des Umluftturmes (1) angeordnet ist, in einem Rohrstück montiert ist, durch den ein separater Ventilator die Luft hindurchfördert. (Temperieren)
Schichtlüftungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Vorrichtungs-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatur-Sensor (2) zum Messen der Lufttemperatur im Umluft-Turm (1) wenigstens auf zwei unterschiedlichen Höhen vorhanden ist, insbesondere nahe der Luft-Ansaugöffnung (4) und der Luft-Austrittsöffnung (5).
Schichtlüftungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Umluftturm (1) eine Heiz-/Kühlvorrichtung (6) zum Aufheizen der Luft und/oder zum Kühlen der Luft vor deren Abgabe über die Luftaustrittsöffnung (5) aus dem Umluftturm (1) aufweist und – insbesondere die Heiz-/Kühlvorrichtung (6) (6) einen Wärmetauscher umfasst, der einerseits in Kontakt mit der zu behandelnden Raumluft steht und andererseits in Kontakt mit einem Temperier-Medium, welches insbesondere von außerhalb der Schichtlüftung-Einheit, insbesondere des Umluftturmes (1) zugeführt wird. (Sensorik)
Schichtlüftungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtlüftungs-Einheit, insbesondere der Umluft-Turm (1), als Luftqualitätssensor (2) – einen Partikelzähler (8) zum Ermitteln der Anzahl von Feststoffpartikeln einer bestimmten Größenordnung pro Volumenmenge an Luft und/oder – ein Funkendetektor (7) und/oder – einen Detektor (9) für flüssige oder gasförmige Verunreinigungen zum Ermitteln deren Menge pro Volumenmenge an Luft und/oder – einen Sauerstoff-Sensor und/oder einen Kohlenmonoxid-Sensor und/oder – umfasst und der Luftqualitätssensor (2) entweder am oder nahe am Umluftturm (1) oder weit davon entfernt in dem Behandlungs-Raum (50) angeordnet ist mit der Steuerung Signal technisch verbunden ist.
Schichtlüftungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Vorrichtungs-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtfilter-Einheit als weitere Sensoren (2') – wenigstens einen den Öffnungs-Zustand erfassenden Öffnungs-Sensor (2') an einem Tor (57), einer Tür (59) und/oder einem Fenster des Raumes (50) und/oder – einen Füllstandssensor (25) und/oder einen Temperatursensor (26) in den Ablagen (11, 12, 13) und/oder – die Filtereinheit je einen Druck-Sensor (2') stromaufwärts und stromabwärts des Filters (17, 18) aufweist, und/oder – die Filtereinheit einen Druck-Differenz-Sensor (2') über dem Filter aufweist und/oder – eine Wärmebild-Kamera (32) und/oder eine Infrarot-Kamera aufweist, die vorzugsweise abseits des Umluft-Turmes (1) so positioniert ist, sodass wenigstens ein Teil des Raumes (50), in dem sich vorzugsweise auch der Umluft-Turm (1) befindet, im Blickfeld der Wärmebild-Kamera (32) liegt und/oder – wenigstens einen Beleuchtungsstärken-Sensor (2'), insbesondere abseits des Umluft-Turmes (1) und/oder – Öffnungs-Sensoren (2') an wenigstens einem Fenster, Tür (59) oder Tor (57) des Raumes (50), die insbesondere nicht nur den Schließzustand und den Öffnungszustand, sondern auch den Öffnungs-Grad der detektieren können, und/oder umfasst, die mit der Steuerung (3) signaltechnisch verbunden sind.
Schichtlüftungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Vorrichtungs-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abseits des Umluft-Turmes (1) vorhandenen Sensoren (2, 2') an den unterschiedlichen Messstellen im Raum (50) jeweils zu Sensor-Einheiten zusammengefasst sind, die vorzugsweise über eine gemeinsame Datensende/Empfangseinheit verfügen. (Vernetzung)
Schichtlüftungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Vorrichtungs-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Steuerung (3) die signaltechnisch mit allen Sensoren (2, 2') verbunden ist und insbesondere alle beweglichen Elemente der Schichtfilter-Einheit ansteuert und/oder – die abseits des Umluftturmes (1) angeordneten Luftqualitätssensoren (2) drahtlos, insbesondere per Funk oder WLAN, oder drahtgebundenen, insbesondere über das im Raum (50) vorhandene Stromnetz, mit der Steuerung (3) des Umluftturmes (1) kommunizieren. (Mehrere Türme)
Schichtlüftungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Vorrichtungs-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtfilter-Einheit mehrere Umlufttürme (1) umfasst, und – entweder eine zentralen Steuerung (3+), vorzugsweise in einem der Umlufttürme (1) vorhanden ist, die alle Umlufttürme (1), vorzugsweise drahtlos, steuert, – oder in jedem Umluftturm (1) eine Steuerung (3) vorhanden ist, die signaltechnisch miteinander verbunden sind, und von denen vorzugsweise eine als Master-Steuerung (3+) fungiert und in der Lage ist, den anderen Steuerungen (3), den Slave-Steuerungen, Entscheidungs-Bereiche vorzugeben.
Schichtlüftungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (3) ein Display (30) zum Anzeigen von von der Schichtfilter-Einheit gemessenen Werten und/oder die von der Steuerung vorgenommenen Einstellungen und/oder einen, insbesondere drahtlos arbeitenden, Daten-Ein/Ausgabeanschluss umfasst und/oder eine Speichereinheit für Daten sowie eine Auswerteeinheit, die in der Lage ist, die von den Sensoren (2, 2') gemessenen Werte auszuwerten, insbesondere mit vorgegebenen Vergleichswerten zu vergleichen und/oder grafisch darzustellen.
Schichtlüftungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Vorrichtungs-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (28) hinsichtlich der Leistung, insbesondere der Drehzahl, steuerbar ist und/oder die Förder-Richtung des Gebläses (28) umschaltbar ist. (allgemein)
Schichtlüftungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Vorrichtungs-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Umluft-Turm (1) wenigstens einen Gelenkarm (33) aufweist, der mit seinem einen Ende am Umluft-Turm (1) befestigt ist, und an dessen anderem Ende die Luft-Ansaugöffnung (4) angeordnet ist und der insbesondere in seiner Schwenkstellung arretierbar ist und – insbesonderedie Luft-Ansaugöffnung (4) am Ende des Gelenkarmes (33) eine Vorrichtung zum Anschließen an eine Frischluft-Zufuhröffnung (61) aufweist und im Umluft-Turm (1) eine Verbindung zur Ansaug-Seite des Gebläse des (28) vorhanden ist.
Schichtlüftungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Vorrichtungs-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Umluftturm (1) auf wenigstens zwei einander gegenüberliegenden, vorzugsweise allen, insbesondere vier, Seiten Luft-Ansaugöffnungen (4) und Luft-Austrittsöffnungen (5) aufweist und insbesondere auf einer Seite die Luft-Ansaugöffnung (4) die Luft-Austrittsöffnung (5) deaktiviert, insbesondere durch eine Schieber (16) im inneren des Umluftturmes (1) geschlossen werden kann und/oder/ – der Umluftturm (1) wenigstens eine alternative Luft-Ansaugöffnung (4‘) umfasst, die zum Anschluss einer Luftleitung (29) ausgebildet ist und insbesondere stromabwärts der alternativen Luftansaugöffnung (4‘) ein separates zweites Gehäuse zur Aufnahme einer wechselbaren Filterpatrone (24) angeordnet ist, die jeweils angepasst an die in der über die Luftleitung (29) zugeführte Luft enthaltenen Verunreinigungen ausgewählt wird.
Schichtlüftungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Vorrichtungs-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umluftturm (1) – wenigstens eine hochliegende Luft-Ansaugöffnung (4, 4‘), – wenigstens eine tiefliegende, insbesondere nahe des Bodens liegende, Luftaustrittsöffnung (5) oder umgekehrt aufweist.