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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der
Zusammensetzung eines in einem Raum vorliegenden Gasgemischs,
indem die Konzentration mindestens eines Bestandteils des
Gasgemischs festgestellt wird und mindestens ein Teil des
Gasgemischs aus dem Raum entnommen und einer Behandlung
unterzogen wird, wobei die Konzentration des mindestens einen
Bestandteils in demjenigen Teil des Gasgemischs festgestellt
wird, der aus dem Raum entnommen wurde. Ein solches Verfahren
ist aus der EP-A-0 315 309 bekannt.
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In einem herkömmlichen Verfahren, wie es beispielsweise in der
EP-A-0 160 325 aufgezeigt ist, das insbesondere zur Steuerung
der Atmosphäre in Kühlzellen angewendet wird, in denen Früchte
gelagert sind, wurde regelmäßig eine Probe der in den
Kühlzellen vorhandenen Atmosphäre entnommen. Diese Probe wurde
analysiert und die daraus festgestellte Zusammensetzung der
Atmosphäre wurde mit einer Zusammensetzung derjenigen
Atmosphäre verglichen, die für einen optimalen Lageraufenthalt
der Früchte wünschenswert ist. Wenn inakzeptable Variationen
zwischen der festgestellten und der erwünschten Zusammensetzung
der Atmosphäre in der Kühlzelle festgestellt wurden, wurde die
Atmosphäre behandelt, indem beispielsweise die Kühlzelle an
einen sogenannten Aktivkohle-Gasreiniger angeschlossen wird,
mit dem ein Überschuss von Kohlendioxyd (CO&sub2;) aus der
Atmosphäre beseitigt werden kann, oder mit einem Stickstoff (N&sub2;)
Generator, mit dem der Sauerstoff (O&sub2;) Gehalt in der Kühlzelle
begrenzt werden kann. Eine relativ sauerstoffreiche
Umgebungsluft kann ebenso zugeführt werden, indem ein Ventil in
einer Wand der Kühlzelle geöffnet wird. Die oben erwähnten
Behandlungen der Atmosphäre in der Kühlzelle können ebenso
periodisch ausgeführt werden, zum Beispiel mittels der
Steuerung eines Computerprogramms.
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Ein Nachteil in diesem herkömmlichen Verfahren bestand darin,
dass zur Minimierung der Auswirkung auf die Atmosphäre in der
Kühlzelle, die aus der Entnahme der Probe resultiert, letztere
ein relativ kleines Volumen relativ zu dem Volumen der
Kühlzelle haben musste. Zur Entnahme der Probe bediente man
sich deshalb dünner Probenkanäle, die von der Kühlzelle an eine
zentrale Analyse- und Steuervorrichtung liefen. Da eine
derartige zentrale Analyse- und Steuervorrichtung relativ teuer
war und folglich gleichzeitig für die größtmögliche Anzahl an
Kühlzellen verwendet werden musste, sind die Probenkanäle
vergleichsweise lang. Es bestand deshalb ein großes Risiko,
dass die Probenkanäle verstopften, indem beispielsweise die
darin vorliegende Gasprobe in Antwort auf die in der Nähe der
Kühlzellen vorherrschenden niedrigen Temperaturen gefror.
Insbesondere im Winter wurde es diesbezüglich schwierig, ein
zuverlässiges Bild des Zustands der Atmosphäre in einer großen
Anzahl von Kühlzellen zu erhalten. Um diese durch Gefrieren
hervorgerufene Blockierung zu vermeiden, wurden Versuche
unternommen, die Probenkanäle so gut wie möglich zu isolieren
und/oder zu erwärmen. Das erforderte jedoch eine relativ hohe
Investition in Isolier- und Erwärmungsmaterialien, während die
Kosten zur Installation der Probenkanäle und zum Anordnen der
Isolation- und Erwärmungsmaterialien ebenso beträchtlich waren.
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Aus der EP-A-0 315 309 ist ein Verfahren zur Erzeugung einer
gesteuerten Atmosphäre in einem einzelnen Lagerbereich bekannt.
Dieses Verfahren nach dem Stand der Technik schließt ein
kontinuierliches Extrahieren von Gas aus dem Lagerbereich, ein
Führen eines Teils des extrahierten Gases durch einen O&sub2;/CO&sub2;-
Messaufnehmer, Führen der Gasströmung durch einen Abscheider
und Rückführen des resultierenden Stickstoffs in den
Lagerbereich mit ein. Durch Verwenden der Konzentration eines
Teils des Gases, der notwendigerweise an den Abscheider oder
Gasreiniger zur Behandlung geführt wird, wird ein Anordnen
eines separaten Probekanals mit einem geringen Durchmesser an
den Lagerbereich nicht benötigt. Das führt zu einer
zuverlässigeren Probeentnahme unter jeglichen Bedingungen,
während zugleich eine beträchtliche Einsparung bei den
Installationskosten und -zeit erhalten wird. Auf diese Weise
wird jedoch das aus dem Lagerbereich extrahierte gesamte Gas
behandelt, wobei das Verfahren nach dem Stand der Technik nicht
erlaubt, lediglich eine Probe des Gases zu entnehmen.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren des oben
beschriebenen Typs zu schaffen, mit dem das Gasgemisch in dem
Raum ohne eine Behandlung probeweise entnommen werden kann. Das
wird erfindungsgemäß erreicht, indem ein Teil des Gasgemischs
aus dem Raum periodisch entnommen und einer Behandlung gemäß
einem vorbestimmten Programm unterzogen wird, und indem die
Messung der Konzentration gemäß einem vorbestimmten Programm
periodisch ausgeführt wird, wobei die Frequenz der periodischen
Konzentrationsmessung mindestens so hoch ist wie die Frequenz
der periodischen Behandlung, und ein Teil des aus dem Raum zur
Messung der Konzentration entnommenen Gasgemischs in den Raum
zurückgeführt wird, ohne behandelt zu werden. Das ermöglicht
es, Proben zwischen aufeinander folgenden Behandlungszyklen zu
entnehmen.
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Bevorzugte Anwendungsarten zur Ausführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 und 3.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung, mit der
das oben beschriebene Verfahren auf einfache Weise ausgeführt
werden kann. Das oben erwähnte Dokument EP-A-0 315 309 gemäß
dem Stand der Technik zeigt eine Vorrichtung zum Steuern der
Zusammensetzung eines in einem Raum vorliegenden Gasgemischs,
die eine Vorrichtung zur Behandlung eines aus einem Raum
entnommenen Gasgemischs, welche Vorrichtung über mindestens
einen mit einer ersten Steuer-Schließvorrichtung versehenen
Zufuhrkanal und mindestens einen mit einer zweiten Steuer-
Schließvorrichtung versehenen Auslasskanal mit dem Raum
verbunden ist, und eine Steuervorrichtung, die zur
Signalerzeugung an der Gasgemisch-Behandlungsvorrichtung
angeschlossen ist, und eine Vorrichtung aufweist, die an dem
Zufuhrkanal zur Messung der Konzentration von mindestens einem
Bestandteil des Gasgemischs angeschlossen ist, welche
Konzentrationsmessvorrichtung zur Signalerzeugung an der
Steuervorrichtung angeschlossen ist und die Steuervorrichtung
dazu bestimmt ist, ein Steuersignal für die erste und zweite
Schließvorrichtung und die Gasbehandlungsvorrichtung zu
erzeugen, um einen Teil des Gasgemischs durch den Zufuhrkanal
aus dem Raum zu entnehmen, wobei dieser Teil in der
Gasbehandlungsvorrichtung behandelt und durch den Auslasskanal in den
Raum zurückgeführt wird, und um gleichzeitig ein Steuersignal
für die Konzentrationsmessvorrichtung zum Zweck der Ausführung
einer Konzentrationsmessung des zu behandelnden Gasgemischs zu
erzeugen. Die Vorrichtung der vorliegenden Ausführung
unterscheidet sich von einer Vorrichtung gemäß dem Stand der
Technik darin, dass die Steuervorrichtung zur periodischen
Erzeugung des Steuersignals bestimmt ist, und dass der
Zufuhrkanal und der Auslasskanal durch einen Bypass-Kanal
miteinander verbunden sind, der mit einer dritten steuerbaren
Schließvorrichtung versehen ist, und dass die Steuervorrichtung
bestimmt ist, zwischen aufeinanderfolgenden
Gasbehandlungssteuersignalen mindestens ein Steuersignal für die erste,
zweite und dritte Schließvorrichtung und die
Konzentrationsmessvorrichtung zu erzeugen, um einen Teil des Gasgemischs aus
dem Raum durch den Zufuhrkanal zu entnehmen, wobei dieser Teil
einer Konzentrationsmessung unterzogen wird und dieser durch
den Auslasskanal über den Bypass-Kanal in den Raum
zurückgeführt wird.
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Bevorzugte Ausführungen der Vorrichtung gemäß der Erfindung
sind in den abhängigen Ansprüchen 5 und 6 beschrieben.
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Die Erfindung wird nun auf der Grundlage einer Ausführungsform
erläutert, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen
wird, in dieser zeigen:
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Fig. 1 ein schematisches Diagramm der Vorrichtung, und
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Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die die
Konstruktionsintegration der Vorrichtung zeigt.
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Eine Vorrichtung 1 zum Steuern der Zusammensetzung des in jedem
einer Anzahl von Räumen, beispielsweise Kühlzellen 2, 3,
vorliegenden Gasgemischs umfasst ein Zufuhrverteilerrohr 4, das
über eine erste steuerbare Schließvorrichtung, beispielsweise
Ventile 7, 8 an die Auslassöffnungen 5, 6 der Kühlzellen 2, 3
angeschlossen ist. Der Zufuhrkanal 4 ist an die Einlassseite
einer Gasbehandlungsvorrichtung 9 angeschlossen, die
beispielsweise durch einen sogenannten Aktivkohle-Gasreiniger
gebildet ist. Die Auslassseite der Gasbehandlungsvorrichtung 9
ist an einem Auslassverteilerrohr 11 angeschlossen, das in
ähnlicher Weise Verzweigungen hat, die über eine zweite
steuerbare Schließvorrichtung, ähnlich in der Form von Ventilen
14, 15 an Einlassöffnungen 12, 13 der Kühlzellen 2, 3 führen.
Für den Transport eines Gasgemischs aus den Räumen 2, 3 über
die Gasbehandlungsvorrichtung 9 ist beispielsweise ein
Ventilator 10 seriell an der Gasbehandlungsvorrichtung 9
angeschlossen. Die Arbeitsweise des Ventilators 10 ist genauso
wie die der Gasbehandlungsvorrichtung 9 und der Ventile 7, 8,
14, 15 durch eine zentrale Steuervorrichtung 18 in Form eines
Rechencomputers gesteuert, der zur Signalerzeugung an
verschiedenen Teilen der Vorrichtung angeschlossen ist.
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Die Gasbehandlungsvorrichtung 9 arbeitet in an sich bekannter
Weise. Unter dem Einfluss der zentralen Steuervorrichtung 18
wird der Ventilator 10 periodisch oder in Antwort auf
festgestellte Veränderungen in der Atmosphäre innerhalb der
Kühlzelle oder der Kühlzellen 2, 3 gestartet und das erste
steuerbare Ventil 7 oder 8 und das zweite steuerbare Ventil 14
oder 15 werden geöffnet. Über ein ähnliches steuerbares Ventil
16, das unter der Wirkung der Steuervorrichtung 18 geöffnet
wird, transportiert der Ventilator 10 dann einen Anteil des in
dem Raum 2 oder 3 vorliegenden Gasgemischs über die
Gasbehandlungsvorrichtung 9, die in der gezeigten Ausführungsform durch
einen Aktivkohle-Gasreiniger gebildet ist. Der somit behandelte
Teil des Gasgemischs, dessen CO&sub2;-Gehalt in dem Aktivkohle-
Gasreiniger reduziert wird, wird dann über den Auslasskanal 11
durch das steuerbare Ventil 14 oder 15 an die Einlassöffnung 12
oder 13 der Kühlzelle 2 oder 3 zurückgeführt. Am Ende eines
solchen Gasbehandlungszyklus wird zuerst das Ventil 14 oder 15
geschlossen und das Ventil 21 geöffnet, wodurch die letzten
Reste des aus dem Raum 2 oder 3 entnommenen Gasgemischs nach
der Durchführung durch den Gasreiniger 9 in einem
Sammelbehälter oder einer Lunge 20 gesammelt werden.
Nachfolgend wird das Ventil 7 oder 8 ebenso geschlossen und der
Ventilator 10 angehalten.
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Wenn der Aktivkohle-Gasreiniger 9 gesättigt ist, wird er durch
Öffnen der Ventile 23, 19 und 26 regeneriert, wobei die anderen
Ventile geschlossen gehalten werden und gleichzeitig der
Ventilator 10 gestartet wird. Dadurch wird Umgebungsluft durch
eine Öffnung 24 angesogen und über einen Bypass-Kanal 25 an die
Auslassseite des Aktivkohle-Gasreinigers 9 geführt, und
beispielsweise hindurchgeführt und an die Außenumgebung über
eine Auslassöffnung 27 zurückgeführt. Das in dem Aktivkohle-
Gasreiniger 9 adsorbierte Kohlendioxyd (CO&sub2;) wird durch die
vorbei streichende Umgebungsluft mitgenommen. Am Ende des
Regenerationszyklus werden die Ventile 23 und 19 letztendlich
geschlossen und das Ventil 21 geöffnet, wodurch das in der
Lunge 20 gespeicherte Gasgemisch an den Aktivkohle-Gasreiniger
9 strömen kann und sie die äußerst sauerstoffreiche
Umgebungsluft über die Auslassöffnung 27 nach außen drückt. Das
ist wichtig, da die sehr sauerstoffreiche Luft sonst von dem
Gasreiniger 9 während eines darauf folgenden
Gasbehandlungszyklus in die Kühlzellen 2, 3 geführt würde.
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Um den Zustand der Atmosphäre in den Räumen 2, 3 zu überwachen,
müssen die Proben einigermaßen regelmäßig daraus entnommen
werden. Zu diesem Zweck hat die Vorrichtung 1 gemäß der
vorliegenden Erfindung einen zentralen Probekanal 28, der an
dem Zufuhrkanal 4 angeschlossen und mit einem steuerbaren
Ventil 17 versehen ist. Indem die Probe aus dem Teil des
Gasgemischs entnommen wird, die in jedem Fall bereits aus dem
Raum 2 oder 3 zu Behandlungszwecken der früheren Verwendung
extrahiert worden ist, können separate Probenkanäle an die
verschiedenen Kühlzellen 2, 3 weggelassen werden, wobei die
Herstellungs- und Installationskosten der Vorrichtung
beträchtlich begrenzt sind und dessen Zuverlässigkeit in der
Arbeitsweise verbessert ist.
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Ein Teil des in einem der Räume 2, 3 vorliegenden Gasgemischs
wird im Allgemeinen mit einer gewissen Regelmäßigkeit aus dem
Raum 2, 3 gesogen und einer Behandlung unterzogen. Hierbei kann
eine Probe zur Erfassung der Konzentration der die Bestandteile
des Gasgemischs ausmachenden Komponenten optional jederzeit
oder nur während einiger bestimmter Gasbehandlungszyklen
entnommen werden. Es wird jedoch oft der Fall sein, dass die
Frequenz, mit der die Konzentrationsmessungen angefordert
werden, mindestens so groß wie die Frequenz ist, mit der Teile
des Gasgemischs in den Räumen behandelt werden müssen. Durch
Öffnen der ersten Schließvorrichtung 7, 8, der zweiten
Schließvorrichtung 14, 15 und der dritten Schließvorrichtung 19
und durch Starten des Ventilators 10 kann eine Menge des
Gasgemischs deshalb zu feststehenden Zeiten aus dem Raum 2 oder
3 entnommen und über den Zufuhrkanal 4, den Bypass-Kanal 25 und
den Auslasskanal 11 wieder in den Raum zurückgebracht werden,
ohne durch die Gasbehandlungsvorrichtung 9 durchgeführt zu
werden. Ein Teil des derart umgeleiteten Gasgemischs kann dann
wieder in Form einer Probe durch den Kanal 28 an die
Konzentrationsmessvorrichtung geführt werden.
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Die entnommene Probe wird durch die
Konzentrationsmessvorrichtung analysiert, wobei die Konzentration einer Anzahl
von in dem Gasgemisch vorliegenden Bestandteilen bestimmt wird
und eine Prüfung vollzogen wird, ob diese Konzentration
innerhalb der für den Bestandteil vorliegenden Grenzen liegt.
Wenn die Konzentration eines der Bestandteile für außerhalb der
dafür vorliegenden Grenzen befunden wird, kann ein
Korrekturvorgang ausgeführt werden, indem beispielsweise ein
größerer Teil des in dem Raum vorliegenden Gasgemischs entlang
der Gasbehandlungsvorrichtung geführt wird. Zusätzlich zu der
gezeigten Gasbehandlungsvorrichtung 9 in der Form eines
Aktivkohle-Gasreinigers können andere
Gasbehandlungsvorrichtungen natürlich ebenso vorliegen, wie
beispielsweise ein Stickstoffgenerator, um den Sauerstoffgehalt
des Gasgemischs zu reduzieren.
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Wenn der Sauerstoffgehalt des Gasgemischs für zu niedrig
befunden wird, kann durch Öffnen des zweiten steuerbaren
Ventils 14 oder 15, des dritten steuerbaren Ventils 19 und des
vierten steuerbaren Ventils 23, während alle anderen Ventile
geschlossen sind, und durch Starten des Ventilators 10
Umgebungsluft durch die zentrale Ansaugöffnung 24 eingesogen
und in den Raum 2 oder 3 eingeblasen werden. Ein separates
Luftströmungsventil in der Wand einer jeden Kühlzelle 2, 3 wird
dadurch nicht länger benötigt, wobei die Kosten der Vorrichtung
weiter reduziert und die Zuverlässigkeit in der Arbeitsweise
erhöht ist.
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Da der Probekanal 28 an dem zentralen Zufuhrkanal 4
angeschlossen und damit folglich relativ nahe an der
Gasbehandlungsvorrichtung 9 und der Steuervorrichtung 18
angeordnet ist, können die Gasbehandlungsvorrichtung 9, die
Steuervorrichtung 18 und die Konzentrationsmessvorrichtung
hinsichtlich ihrer Konstruktion auf einfache Weise integriert
werden. Alle diese Bestandteile können zu diesem Zweck in einem
Gehäuse 29 (Fig. 2) aufgenommen werden, das dann überdies mit
einer Steuertafel für die Steuervorrichtung 18 versehen werden
kann. Die Steuertafel kann eine Anzahl von Anzeigevorrichtungen
30, 31, 32 zusätzlich zu einer Eingabevorrichtung 33 in der
Form einer Tastatur aufweisen. Durch eine strukturelle
Integration der Gasbehandlungsvorrichtung 9, der
Steuervorrichtung 18 und der Konzentrationsmessvorrichtung kann die
Vorrichtung zum größeren Teil in der Fabrik hergestellt werden
und die Installationsarbeiten und die damit verbundenen
Installationskosten am Ort der Kühlräume 2, 3, deren Atmosphäre
anzuzeigen und zu steuern ist, sind minimal. Die Gefahr von
falschen Anschlüssen durch weniger erfahrenes Servicepersonal
vor Ort ist ebenso reduziert.