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Die Erfindung betrifft eine Feuerlöschanlage mit einem Rohr, das sich von einem Löschmittelvorrat bis zu einem Löschmittelauslass erstreckt. Der Löschmittelauslass ist in einem Kaltabschnitt angeordnet, der sich in einem Kaltbereich erstreckt. Die Feuerlöschanlage kann einen Bereitschaftszustand und einen Aktivzustand einnehmen. Im Bereitschaftszustand der Feuerlöschanlage ist der Kaltabschnitt mit einem Gas gefüllt.
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Solche Feuerlöschanlagen dienen dazu, Brände in Kaltbereichen wie beispielsweise Gefrierhäusern zu löschen. Wenn ein Brand ausbricht, wechselt die Feuerlöschanlage vom Bereitschaftszustand in den Aktivzustand. Der Löschmittelauslass öffnet sich und Löschmittel kann von dem Löschmittelvorrat zu dem Löschmittelauslass strömen und dort austreten. Im Bereitschaftszustand der Feuerlöschanlage ist der Kaltabschnitt mit Gas gefüllt, so dass keine Gefahr des Einfrierens besteht. Nur im Aktivzustand dringt Flüssigkeit in den Kaltabschnitt ein. Wenn die Fließgeschwindigkeit hoch genug ist, kann das Löschmittel trotz der niedrigen Temperatur nicht gefrieren. Allerdings kann es Bereiche geben, in denen das Löschmittel zum Stillstand kommt. Dies gilt beispielsweise für tote Enden des Kaltbereichs. Es besteht die Gefahr, dass das nicht mehr in Bewegung befindliche Löschmittel gefriert und es dadurch zu Schäden an der Feuerlöschanlage kommt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Feuerlöschanlage vorzustellen, bei der das Risiko von Schäden vermindert ist. Ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik wird die Aufgabe gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist ein mit einer Frostschutzflüssigkeit gefüllter Frostschutzbehälter vorgesehen, der an den Kaltabschnitt angeschlossen ist. Die Feuerlöschanlage ist so eingerichtet, dass in einer ersten Phase des Aktivzustands Frostschützflüssigkeit in den Kaltabschnitt geleitet wird und dass in einer nachfolgenden zweiten Phase des Aktivzustands Löschmittel in den Kaltabschnitt geleitet wird.
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Zunächst werden einige Begriffe erläutert. Ein Kaltabschnitt eines Rohrs ist in einem Bereich angeordnet, in dem die Temperatur niedriger liegt als der Gefrierpunkt des Löschmittels, bei der das Löschmittel aus dem flüssigen Zustand in den festen Zustand übergeht. In vielen Fällen ist das Löschmittel Wasser, und in dem Kaltbereich liegt die Temperatur unterhalb von 0°C. Der Gefrierpunkt der Frostschutzflüssigkeit liegt niedriger, so dass in dem Kaltbereich keine Gefahr des Gefrierens besteht.
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Wenn in der ersten Phase des Aktivzustands Frostschutzflüssigkeit in den Kaltabschnitt fließt, so bedeutet dies, dass Frostschutzflüssigkeit in einen Bereich eindringt, der zuvor mit Gas gefüllt war. Dies bedeutet nicht zwangsläufig, dass das Gas aus dem Kaltabschnitt vollständig verdrängt wird. Das Gas kann in toten Enden des Kaltabschnitts noch in komprimierter Form enthalten sein. Die Feuerlöschanlage kann so gestaltet sein, dass in der ersten Phase ausschließlich Frostschutzflüssigkeit und kein Löschmittel in den Kaltabschnitt eintritt. Möglich ist auch, dass in dieser Phase ein Gemisch aus Frostschutzflüssigkeit und Löschmittel in den Kaltabschnitt eintritt, wobei der Gefrierpunkt des Gemischs niedriger liegt als die Temperatur des Kaltbereichs. Das Gemisch enthält vorzugsweise mindestens 30%, weiter vorzugsweise mindestens 50%, weiter vorzugsweise mindestens 80% Frostschutzflüssigkeit. In der zweiten Phase fließt keine Frostschutzflüssigkeit mehr in den Kaltabschnitt, sondern nur noch Löschmittel. Das Löschmittel strömt auf seinem Weg zu dem Löschmittelauslass durch einen Bereich des Kaltabschnitts. In diesem Bereich wird die Frostschutzflüssigkeit verdrängt. In anderen Bereichen des Kaltabschnitts bleibt die Frostschutzflüssigkeit.
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Mit der Erfindung wird erreicht, dass im Aktivzustand der Feuerlöschanlage die Bereiche des Kaltabschnitts, in denen keine Strömung herrscht, mit Frostschutzflüssigkeit gefüllt sind. Die Frostschutzflüssigkeit gefriert aufgrund ihres niedrigen Gefrierpunkts nicht. Das Loschmittel gefriert nicht, weil es in Bewegung ist. Damit ist das Risiko vermindert, dass in dem Kaltabschnitt Schäden durch eine gefrierende Flüssigkeit entstehen.
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Wenn die Feuerlöschanlage aus dem Bereitschaftszustand in den Aktivzustand wechselt, muss die Frostschutzflüssigkeit in Bewegung versetzt werden. Dies kann beispielsweise durch eine Pumpe geschehen. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Frostschutzflüssigkeit schon im Bereitschaftszustand mit einer Treibkraft beaufschlagt, und es ist eine Sperre vorgesehen, um einen Eintritt der Frostschutzflüssigkeit in den Kaltabschnitt zu verhindern.
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Die Treibkraft kann beispielsweise ein in dem Frostschutzbehälter angelegter Überdruck sein. Die Sperre kann ein zwischen dem Kaltabschnitt und dem Frostschutzbehälter angeordnetes Ventil sein, das im Bereitschaftszustand geschlossen ist und beim Übergang in den Aktivzustand geöffnet wird. Wenn im Bereitschaftszustand das Gas in dem Kaltabschnitt unter Überdruck steht, kann das Ventil als Rückschlagventil ausgebildet sein. Nach dem Übergang in den Aktivzustand tritt das Gas durch einen Löschmittelauslass aus, der Druck in dem Kaltabschnitt fällt ab, das Rückschlagventil öffnet und Frostschutzflüssigkeit kann in den Kaltabschnitt eindringen.
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Das Volumen der in dem Frostschutzbehälter enthaltenen Frostschutzflüssigkeit ist vorzugsweise mindestens so groß wie das Volumen des Kaltabschnitts des Rohrs. Der Kaltabschnitt des Rohrs kann dann vollständig mit Frostschutzflüssigkeit gefüllt werden. Wenn das Volumen der Frostschutzflüssigkeit etwas größer ist, ist dies auch dann noch möglich, wenn ein Teil der Frostschutzflüssigkeit durch den Löschmittelauslass austritt. Andererseits sollte die Menge der zu dem Kaltabschnitt zugeführten Frostschutzflüssigkeit nicht zu groß sein, damit möglichst schnell Löschmittel nachfolgen kann, dessen Löschwirkung im allgemeinen besser ist. Das Volumen der in der ersten Phase zugeführten Frostschutzflüssigkeit liegt verglichen mit dem Volumen des Kaltabschnitt des Rohrs vorzugsweise zwischen 100% und 200%, weiter vorzugsweise zwischen 120% und 180%.
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Die Feuerlöschanlage ist vorzugsweise so eingerichtet, dass nach dem Übergang in den Aktivzustand in der ersten Phase ausschließlich Frostschutzflüssigkeit in den Kaltabschnitt strömt. Es kann eine Übergangsphase stattfinden, in der sowohl Frostschutzflüssigkeit als auch Löschmittel in den Kaltabschnitt strömen. In der zweiten Phase strömt ausschließlich Löschmittel in den Kaltabschnitt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Frostschutzbehälter von vornherein nur eine begrenzte Menge an Frostschutzflüssigkeit enthält. Das Löschmittel kann in diesem Fall nachfolgen, sobald der Frostschutzbehälter entleert ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass aus einem größeren Frostschutzbehälter nur eine begrenzte Menge von Frostschutzflüssigkeit ausgebracht wird, bevor das Löschmittel nachfolgt.
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Zum Fördern des Löschmittels aus dem Löschmittelvorrat kann eine Pumpe vorgesehen sein. Die Pumpe kann so eingerichtet sein, dass sie erst in der zweiten Phase in Betrieb gesetzt wird. Der Pumpe kann ein entsprechendes Anschaltsignal gegeben werden, sobald eine ausreichende Menge von Frostschutzflüssigkeit in den Kaltabschnitt gefördert wurde. Der Auslöser für den Übergang von der ersten Phase in die zweite Phase kann beispielsweise darin bestehen, dass der Druck in dem Rohr absinkt, weil weniger Frostschutzflüssigkeit nachgeführt wird als durch die Auslassöffnung austritt. In dem Rohr kann zwischen dem Löschmittelvorrat und dem Kaltabschnitt ein Rückschlagventil vorgesehen sein, das nach dem Druckabfall öffnet.
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In der zweiten Phase wird die Frostschutzflüssigkeit aus dem Bereich des Kaltabschnitts verdrängt, durch den das Löschmittel fließt. Wenn die Fließgeschwindigkeit hoch genug ist, gefriert das Loschmittel trotz der unterhalb des Gefrierpunkts liegenden Temperatur nicht. Liegt allerdings die Fließgeschwindigkeit zu niedrig, besteht die Gefahr, dass das Löschmittel gefriert. Dies kann beispielsweise vorkommen, wenn von mehreren Löschmittelauslässen nur einer geöffnet ist.
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Um auch in dieser Situation Schäden an der Feuerlöschanlage zu vermeiden, kann eine Rücklaufleitung vorgesehen sein, durch die das Löschmittel zur Erhöhung der Fließgeschwindigkeit wieder aus dem Kaltabschnitt herausgeführt wird. In einer vorteilhaften Ausführungsform führt die Rücklaufleitung zurück zum Löschmittelvorrat, so dass ein geschlossener Kreislauf für das Löschmittel entsteht.
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In der Rücklaufleitung kann ein Regelventil angeordnet sein. Das Regelventil bleibt geschlossen, solange die Fließgeschwindigkeit in dem Kaltabschnitt hoch genug ist. Das Regelventil wird geöffnet, wenn die Fließgeschwindigkeit unter einen vorgegebenen Wert absinkt. Das Regelventil ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es zwischen dem vollständig geschlossenen und dem vollständig geöffneten Zustand in mehreren Stufen oder kontinuierlich wechseln kann. Mit dem Regelventil kann dann eine vorgegebene Fließgeschwindigkeit in dem Kaltabschnitt eingestellt werden.
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In dem Rohr kann ein Sensor zum Ermitteln der Fließgeschwindigkeit angeordnet sein. Sobald die Fließgeschwindigkeit unter einen vorgegebenen Wert absinkt, kann ein Signal an das Regelventil gegeben werden. Der Sensor ist vorzugsweise im Kaltabschnitt des Rohrs angeordnet. Es kann eine Mehrzahl von Sensoren vorgesehen sein, um die Fließgeschwindigkeit in unterschiedlichen Abschnitten des Rohrs ermitteln zu können.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Feuerlöschanlage. Die Feuerlöschanlage wird zunächst im Bereitschaftszustand betrieben. Wenn ein Brand entdeckt wird, wird die Feuerlöschanlage in den Aktivzustand überführt. In einer ersten Phase des Aktivzustands wird Frostschutzflüssigkeit in den Kaltabschnitt des Rohrs gefördert. In einer zweiten Phase des Aktivzustands wird Löschmittel und keine Frostschutzflüssigkeit in den Kaltabschnitt des Rohrs gefördert.
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Das Verfahren kann mit weiteren Merkmalen kombiniert werden, die oben mit Bezug auf die erfindungsgemäße Feuerlöschanlage beschrieben sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand vorteilhafter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
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1: eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Feuerlöschanlage; und
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2: eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Feuerlöschanlage.
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Eine Feuerlöschanlage in 1 umfasst ein Rohr 14, das sich von einem mit Löschmittel 15 gefüllten Löschmittelbehälter 16 bis zu Löschmittelauslässen 171, 172 erstreckt. Die Löschmittelauslässe 171, 172 sind in einem Kaltbereich 18 angeordnet, der durch eine isolierende Wand 20 von der Umgebung getrennt ist. In dem Kaltbereich 18 liegt die Temperatur unterhalb des Gefrierpunkts des Löschmittels. Der sich in dem Kaltbereich 18 erstreckende Abschnitt des Rohrs 14 wird als Kaltabschnitt 19 bezeichnet. Über eine Abzweigung 30 sind nicht dargestellte weitere Auslassöffnungen an das Rohr 14 angeschlossen, die außerhalb des Kaltbereichs 18 angeordnet sind.
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Die Feuerlöschanlage ist außerdem mit einem Frostschutzbehälter 21 ausgestattet, der mit Frostschutzflüssigkeit 22 gefüllt ist. Der Frostschutzbehälter 21 ist ebenfalls an das Rohr 14 angeschlossen. Die Zuleitung 24 des Frostschutzbehälters 21 und die Zuleitung 25 des Löschmittelbehälters 16 treffen in einer Abzweigung 23 aufeinander. Die Zuleitung 24 ist mit einem Rückschlagventil 26 versehen, die Zuleitung 25 ist mit einem Rückschlagventil 27 und mit einer Pumpe 28 versehen.
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Feuerlöschanlagen werden die allermeiste Zeit im Bereitschaftszustand gehalten. Im Bereitschaftszustand ist die Feuerlöschanlage betriebsbereit, es tritt aber kein Löschmittel aus den Auslassöffnungen 17 aus. Wenn ein Brand entdeckt wird, öffnen die Auslassöffnungen 17 und die Feuerlöschanlage kann gegen den Brand wirken. Im Bereitschaftszustand sind der Kaltabschnitt 19 sowie der vor den Rückschlagventilen 26, 27 liegende Abschnitt des Rohrs 14 mit einem unter Überdruck stehenden Gas gefüllt. Um das Risiko von Korrosion gering zu halten, ist das Gas vorzugsweise frei von Sauerstoff.
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Der Frostschutzbehälter 21 steht ebenfalls unter Überdruck. In dem Löschmittelbehälter 16 herrscht Normaldruck, die Pumpe 28 ist nicht in Betrieb. Durch den Überdruck in dem Kaltabschnitt 19 wird ein in dem Rohr 14 angeordnetes Auslöseventil 35 geschlossen gehalten.
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Wird ein Brand in dem Kaltbereich 18 entdeckt, öffnen die Auslassöffnungen 171, 172. Die Feuerlöschanlage geht damit in den Aktivzustand über. Das Gas tritt durch die Auslassöffnungen 171, 172 aus und der Druck in dem Kaltabschnitt 19 sinkt. Der Druckabfall im Kaltabschnitt 19 wird vom Auslöseventil 35 detektiert. Das Auslöseventil 35 öffnet und die Frostschutzflüssigkeit 22 dringt in den Kaltabschnitt 19 ein. Die Frostschutzflüssigkeit 22 tritt zum Teil durch die Auslassöffnungen 171, 172 aus, dringt aber auch in die toten Enden des Kaltabschnitts 19 ein. Wenn die Auslassöffnung 171 geöffnet ist, gibt es lediglich ein totes Ende links der Auslassöffnung 171. Bleibt die Auslassöffnung 171 geschlossen, ist der gesamte Bereich links der Auslassöffnung 172 ein totes Ende. Je nach Gestaltung der Feuerlöschanlage können auch ganze Stränge, in denen die Auslassöffnungen nicht geöffnet haben, tote Enden sein.
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Nach kurzer Zeit sinkt der Druck in dem Frostschutzbehälter 21. Die Pumpe 28, die in der Zwischenzeit in Gang gesetzt wurde, erzeugt einen Druck, der höher ist als der Druck in dem Kaltabschnitt 19. Das Rückschlagventil 27 öffnet sich und Löschmittel 15 wird in den Kaltabschnitt 19 des Rohrs gefördert. Das Löschmittel 15 tritt durch die Auslassöffnungen 171, 172 aus und wirkt gegen den Brand. Die Frostschutzflüssigkeit 22 bleibt in den toten Enden des Kaltabschnitts 19.
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Die Phase, in der Frostschutzflüssigkeit 22 in den Kaltabschnitt 19 eindringt, wird als erste Phase des Aktivzustands bezeichnet. Die nachfolgende Phase, in der Löschmittel 15 nachgeführt wird, wird als zweite Phase des Aktivzustands bezeichnet.
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In dem Ausführungsbeispiel der 1 haben die Auslassöffnungen 171, 172 einen großen Querschnitt. Die Fließgeschwindigkeit in dem Kaltabschnitt 19 ist auch dann, wenn nur eine der Auslassöffnungen 171, 172 geöffnet ist, so hoch, dass das Löschmittel 15 nicht gefriert.
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Bei der Ausführungsform der 2 ist der Querschnitt der Auslassöffnungen 171, 172 kleiner. Wenn nur eine der Auslassöffnungen 171, 172 geöffnet ist, ist die Fließgeschwindigkeit des Löschmittels 15 in dem Kaltabschnitt 19 so niedrig, dass die Gefahr des Einfrierens besteht. Die Feuerlöschanlage umfasst deswegen eine Rücklaufleitung 31, die sich an den Kaltabschnitt 19 anschließt und wieder aus dem Kaltbereich 18 heraus führt. In der Rücklaufleitung 31, die zu dem Löschmittelbehälter 16 zurückführt, ist ein Regelventil 32 angeordnet. In dem Abschnitt des Rohrs 14, der zu dem Kaltabschnitt 19 führt, gibt es einen Sensor ein 33 für die Fließgeschwindigkeit. Der Sensor 33 ist mit dem Regelventil 32 gekoppelt.
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Solange die mit dem Sensor 33 ermittelte Fließgeschwindigkeit hoch genug ist, bleibt das Regelventil 32 geschlossen. Sinkt die Fließgeschwindigkeit unter einen vorgegebenen Wert, öffnet das Regelventil 32 so weit, dass die Fließgeschwindigkeit wieder im sicheren Bereich liegt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass in der zweiten Phase des Aktivzustands das Löschmittel stets mit einer ausreichend hohen Fließgeschwindigkeit durch den Kaltabschnitt 19 strömt.
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In der Rücklaufleitung 31 ist außerdem ein Entleerungsventil 34 vorgesehen. Das Entleerungsventil 34 wird geöffnet, wenn der Brand gelöscht ist, um das Löschmittel 15 aus dem Kaltabschnitt 19 abzulassen.
