NL2006405C2 - Systeem voor zuurstofreductie in een ruimte in een gebouw. - Google Patents

Description

SYSTEEM VOOR ZUURSTOFREDUCTIE IN EEN RUIMTE IN EEN GEBOUW

De onderhavige uitvinding betreft een systeem voor zuurstofreductie in een ruimte van een gebouw, bijvoorbeeld 5 voor brandpreventie of brandbestrijding, of voor het bevorderen van houdbaarheid van producten die in de ruimte worden opgeslagen, of voor hoogtetraining of andere sporttoepassingen. Algemeen bekende systemen van dit soort omvatten een invoer voor omgevingslucht; een inrichting voor 10 zuurstofreductie; en een uitvoer naar de ruimte.

Zuurstofreductie in één of meer dan één ruimte van een gebouw, bij voorbeeld voor brandpreventie, bevorderen van houdbaarheid en/of sporttoepassingen (bij voorbeeld hoogtetraining), is algemeen bekend. Het principe berust er 15 op, dat brandbare goederen worden opgeslagen in een althans bij benadering gasdicht afgesloten ruimte en worden bewaard bij een verlaagd zuurstof gehalte (ten opzichte van omgevingslucht) van bijvoorbeeld 17% 02. Onder deze grens kan vuur niet ontstaan en/of breidt ontstaan vuur zich niet uit. 20 Veel voorkomende inrichtingen voor zuurstofreductie zijn N2-generatoren, welke in diverse typen beschikbaar zijn, zoals PSA ("pressure swing adsorption"), VPSA (=VSA), membraan N2_ generatoren, NH3 krakers, gasverbranders, et cetera. Het resulterende gas wordt in de bekende systemen rechtstreeks 25 via directe injectie of middels recirculatie in de gasdichte ruimte geleidt om het zuurstofgehalte in de ruimte te verlagen. Naar behoefte wordt een dergelijk systeem in werking gesteld of gehouden om een stroom gas met een aanzienlijk na bewerking door de inrichting voor 30 zuurstofreductie verlaagd gehalte aan zuurstof te genereren uit omgevingslucht. Veelal worden hiervoor N2-generatoren als inrichtingen voor zuurstofreductie ingezet. Met dergelijke N2-generatoren wordt het gehalte aan zuurstof in een stroom 2 gas teruggebracht tot enkele procenten, bijvoorbeeld 1 - 5%, en met circa 95% - 99% aan N2 om die stroom in de ruimte te brengen en dan het gehalte aan zuurstof in de ruimte te regelen op bij voorbeeld 16,5%. Verder kunnen meetmiddelen 5 of sensoren zijn verschaft om het zuurstofgehalte in de ruimte te meten en te regelen met het op de N2-generator gebaseerde systeem. Voor het instellen van bij voorbeeld een gehalte van 17% aan zuurstof in dergelijke ruimte dient er een zogenaamde pull down bewerkstelligt te worden van 21% 10 zuurstof (gelijk aan omgevings- of buitenlucht) naar bij voorbeeld 16,5% aan zuurstof. Als dit nivo is bereikt dan dient het systeem het zuurstofgehalte continue te handhaven op dit niveau, bijvoorbeeld door de inrichting voor zuurstofreductie - een N2-generator - intermitterend in 15 werking te stellen, aangezien dit voor de beoogde en andere doelen, zoals brandpreventie of bestrijding en sporttoepassingen en bevorderen van houdbaarheid in de meeste gevallen volstaat. Er kan ook op een andere waarde worden geregeld, indien een beoogde toepassing dat 20 voorschrijft.

Bij het handhaven van een gewenst zuurstofgehalte in de ruimte treden vele problemen op. Bij wijze van voorbeeld wordt in dit kader gerefereerd aan het binnendringen in de ruimte van het gebouw van lucht via lekopeningen in het 25 gebouw. Hierdoor neemt het gehalte aan zuurstof in de ruimte in hoog tempo toe. Verder dringt buitenlucht binnen in de ruimte wanneer toegangen, zoals deuren, worden geopend. Dit gebeurt geregeld, doch wellicht niet regelmatig, wanneer producten voor of na opslag en dergelijke binnen en/of 30 buiten de ruimte worden gebracht, of wanneer technische middelen binnen of buiten worden gebracht, of wanneer in het algemeen toegang door personen wordt verkregen tot de ruimte 3 in het gebouw. Luchtintreding via lekopeningen worden verergerd als gevolg van atmosferische drukschommelingen.

Met de onderhavige uitvinding is beoogd de voornoemde problemen te verhelpen of althans the verminderen, waartoe 5 een systeem volgens de uitvinding aanvullend de eigenschap of maatregel omvat van een op de ruimte aangesloten doorvoer voor het aan de ruimte aanleveren van een aanvullende stroom omgevingslucht en het althans bij benadering continu in bedrijf stellen van de inrichting en de doorvoer. Dit druist 10 geheel en al - en op inventieve wijze - in tegen de perceptie volgens bekende technieken van hetgeen benodigd is om het beoogde doel van verlaging van het zuurstofgehalte in de ruimte van het gebouw te bereiken. Bovendien is het hiermee mogelijk gemaakt, dat het energieverbruik van een 15 systeem volgens de uitvinding kan worden verlaagd, ten opzichte van de voorheen bekende systemen, ondanks het continue bedrijf van een systeem volgens de uitvinding, hetgeen de vakman zou doen vermoeden dat volgens de uitvinding sprake zou moeten zijn van een hoger 20 energieverbruik. Dit zal hieronder nader worden toegelicht aan het begin van de gedetailleerde figuurbeschrijving.

Opgemerkt wordt, dat in het kader van de onderhavige uitvinding als N2-generator verder kan worden aangemerkt: een opslag voor gas met een verlaagd zuurstofgehalte; een opslag 25 voor in hoofdzaak stikstof bevattend gas; of enig ander soort opslag, die met gas kan worden gevuld via de invoer daarvan en dat gas met een laag gehalte aan zuurstof via de uitvoer kan verschaffen voor nuttig gebruik in de ruimte. De invoer en de uitvoer kunnen dan één en dezelfde aansluiting 30 zijn.

Verder geldt dat, doordat de inrichting en de doorvoer althans bij benadering continu in bedrijf worden gesteld, in de ruimte een continue overdruk ten opzichte van de omgeving 4 van het gebouw wordt gegenereerd. Dat heeft een aanvullend voordeel. Sommige goederen in opslag in de ruimte van het gebouw kunnen gassen, zoals CO-gas of C02-gas, vrijgeven of zelfs produceren. Een te hoog CO of CO2 gehalte, bij 5 voorbeeld meer dan 100 ppm, is evident ongewenst, zo niet schadelijk, en dient daarom uit de ruimte te worden verwijderd. Als gevolg van de althans bij benadering continue overdruk in de ruimte worden dergelijke ongewenste gassen volgens de onderhavige uitvinding uit de ruimte 10 gedreven, bij voorbeeld via lekopeningen of bijvoorbeeld een of meer dan een over- / onderdrukklep. Bij voorgaande systemen moesten lekopeningen daarentegen zoveel mogelijk worden afgesloten om zo weinig mogelijk binnendringing van zuurstof toe te laten, laat staan dat daarbij zelfs 15 doelbewust ventileren tot de mogelijkheden behoorde. Het luchtdicht sluiten van een gebouw stuit op hoge kosten en inspanningen en zal nagenoeg nooit tot een luchtdicht afgezonderde ruimte leiden. Daarentegen vervullen de lekopeningen in de context van de onderhavige uitvinding 20 juist een nuttige rol, van het (mede) daarlangs kunnen uitdrijven van ongewenste gassen. Zou de ruimte bij een bekend systeem langere tijd niet worden betreden, en men er in zijn geslaagd de ruimte gasdicht af te sluiten, dan kunnen de van de opgeslagen producten vrijgekomen ongewenste 25 gassen ernstige schade veroorzaken, hetgeen met de onderhavige uitvinding effectief is tegen te gaan, juist niet door de gadichtheid van de ruimte te bevorderen, maar door een overdruk te genereren, waarmee een doorspoeling is bewerkstelligd om ongewenste gassen uit te drijven. Het is 30 binnen het kader van de onderhavige uitvinding tevens mogelijk om een gehalte aan ongewenste gassen in de ruimte te bepalen om op basis daarvan over te gaan tot - indien gewenst of nodig - ventilatie van de ruimte, bijvoorbeeld 5 middels een over- / onderdrukklep, die bijvoorbeeld kan zijn ingesteld op 100 Pascal. Daarbij kan de inrichting voor zuurstofreductie - indien nodig of gewenst - worden opgevoerd alsmede de doorvoer, om de overdruk in de ruimte 5 ten opzichte van de omgeving in stand te houden.

De afhankelijke conclusies betreffen geprefereerde uitvoeringsvormen, waartoe de onderhavige uitvinding geenszins is beperkt, aangezien slechts onafhankelijke conclusies de ruimste beschermingsomvang definiëren.

10 Zo kan de doorvoer een regelbare doorvoer zijn. Een resulterend zuurstofgehalte is dan beter te regelen. De doorvoer kan een pomp omvatten. In het bijzonder als die pomp een regelbare of bestuurbare pomp is, zal het debiet van de resulterende stroom voor het instellen van overdruk 15 in de ruimte en daarbij gelijktijdig een beoogd of gewenst gehalte aan zuurstof te realiseren zijn, hoewel daartoe ook andere middelen kunnen worden ingezet dan de bestuurbare pomp. In de ruimte kan een zuurstofdetector zijn aangebracht. Hiermee zijn regelmogelijkheden te verfijnen.

20 Het systeem kan een besturing omvatten, bij voorkeur een regelbare of zelfs programmeerbare besturing. De besturing is bij voorkeur ingericht om de regelbare doorvoer te besturen in afhankelijkheid van met de zuurstofdetector bepaalde zuurstofniveaus in de ruimte. Als in de ruimte een 25 op de besturing aangesloten druksensor is aangebracht, zal bij voorkeur de besturing zijn ingericht om de doorvoer te besturen in afhankelijkheid van in de ruimte heersende druk. Het heeft daarbij de voorkeur dat de besturing is ingericht om een overdruk in de ruimte in stand te houden ten opzichte 30 van luchtdruk in de omgeving van het gebouw buiten de ruimte. Tevens kan buiten de ruimte een op de besturing aangesloten druksensor zijn aangebracht. Aldus is met de heersende druk buiten de ruimte rekening te houden, zodat 6 met meer zekerheid de overdruk in de ruimte kan worden gewaarborgd.

Bij voorkeur gaat via de uitvoer een stroom gas naar de ruimte, met een gehalte aan zuurstof van ten hoogste 20%, 5 bij voorkeur minder dan 17,5% en met meer voorkeur minder dan 16,5%. Dit is voor brandpreventie of bestrijding een gangbare waarde, edoch; voor andere toepassingen, zoals het bevorderen van houdbaarheid van producten, kunnen andere waardes gelden.

10 Tevens wordt opgemerkt, dat de onderhavige uitvinding ook een gebouw betreft, voor zover dat is voorzien van een systeem voor zuurstofreductie in een ruimte, eveneens volgens de onderhavige uitvinding.

Hieronder volgt een beschrijving van een in de 15 bijgevoegde tekening weergegeven uitvoeringsvorm, waartoe de onderhavige uitvinding geenszins is beperkt, hetgeen tevens geldt voor de eigenschappen in de afhankelijke conclusies, waarbij voor dezelfde of soortgelijke elementen, componenten en aspecten dezelfde referentienummers in de tekening kunnen 20 zijn gebruikt, en waarin:

Fig. 1 een uitvoeringsvorm van een gebouw met een systeem volgens de onderhavige uitvinding toont; en

Fig. 2 een meer gedetailleerd doch schematisch weergegeven uitvoeringsvorm toont van alleen een systeem 25 volgens de onderhavige uitvinding.

Over de systemen volgens de stand der techniek, met alleen een zuurstof reducerende inrichting, wordt het volgende opgemerkt:

In een toepassingsvorm kan een bekend systeem worden 30 ingezet in of bij een hal in een gebouw met bij wijze van voorbeeld de volgende afmetingen (breedte x lengte x hoogte): 90 x 100 x 15m, hetgeen overeenkomt met een inhoud van 135.OOOm3.

7

Door deur- of sluisbewegingen, die samenhangen met transport in en uit de hal van daarin opgeslagen of uit te nemen producten, wordt per dag bij voorbeeld 27.000 m3 buitenlucht in de ruimte gelaten. Tevens dringt buitenlucht 5 naar binnen in de ruimte door lekopeningen heen. Ook als gevolg van andere invloeden en werkzaamheden dringt buitenlucht binnen in de ruimte in het gebouw.

Dit volume aan buitenlucht dat in de ruimte binnendrong bevatte een te hoog gehalte aan zuurstof (dat wil zeggen: 10 een normaal gehalte voor buitenlucht, maar te hoog voor de ruimte). Door het binnendringen van dergelijke hoeveelheden buitenlucht steeg het gehalte aan zuurstof in de ruimte waartegen op de bekende wijze een N2-generator werd ingezet om het zuurstofgehalte te verlagen van 21% naar 16,5%. Zo 15 een N2-generator behoeft dan een capaciteit van 300m3 gas met daarin 97% N2 en 3% restzuurstof gedurende 24 uur. Op basis van de diverse 02-metingen van de ruimte werd de N2 generator in en uit geschakeld.

Het binnen dringen in de ruimte in het gebouw werd ook 20 versterkt door luchtdrukschommelingen van de buitenomgeving. Namelijk: als de luchtdruk buiten het gebouw stijgt, zal buitenlucht in de zo veel mogelijk gasdicht gemaakte ruimte in het gebouw stromen.

Typisch voor zuurstofreductie ten behoeve van 25 brandpreventie is, dat het zuurstof gehalte geregeld wordt op een relatief hoog zuurstofgehalte van bij voorbeeld 16,5% 02 in de ruimte, hetgeen relatief hoog is ten opzichte van de stroom gas die afkomstig is van de zuurstof reducerende inrichting, om beginnende brand of uitbreiding daarvan tegen 30 te gaan.

De meeste N2-generatoren produceren namelijk - zoals reeds opgemerkt - een gas met een zuiverheid van bij voorbeeld 99-95% zuiver N2 en een restdeel aan zuurstof.

8

In de praktijk van het onderhavige rekenvoorbeeld was bij de bekende systemen een productie vereist van een dergelijk, van zuurstof ontdaan gas van bij voorbeeld 400m3 N2 per uur met ca 3% zuurstof daarin. Hiertoe is een vermogen 5 vereist van circa lOOkwh. Hieronder is aangetoond, dat volgens de uitvinding een vermogen van ca 25% ten opzichte van het verbruik volgens de bekende techniek kan volstaan.

In fig. 1 is een gebouw 21 getoond, met een toegang 27, die is omringd door een zogenaamde dock-shelter 28 en af te 10 sluiten is met een roldeur 29. Er kan ook een sluis in de plaats van de roldeur 29 zijn verschaft. Het gebouw bevat een hal of loods, en daarbinnen is het de bedoeling om de kans op (uitbreiding van) brand te verminderen of de houdbaarheid van producten daarin te verlengen, waartoe een 15 systeem volgens de onderhavige uitvinding is verschaft in een bijgebouw 22 (of in het gebouw 21 zelf). Het bijgebouw 22 bevat het systeem volgens de uitvinding ten minste ten dele en omvat verder twee invoeren 24, 25 en een uitvoer 7 die leidt naar het binnenste van het gebouw 21, alsmede een 20 schoorsteen 23 voor afvoer van zuurstof 31, dat is afgezonderd uit een stroom omgevingslucht, die via ten minste één van de invoeren 24, 25 is aangetrokken.

Verder bevat het systeem een besturing 30 en een in de ruimte in het gebouw geplaatste sensor 34, die met de 25 besturing (bijvoorbeeld een computer) is verbonden. De besturing werkt in op overige delen van het systeem op een hieronder nader te beschrijven wijze, in afhankelijkheid van signalen van de sensor 34. De sensor 34 kan een zuurstofsensor en/of een druksensor zijn. Buiten het gebouw 30 21 kan een aanvullende druk- en/of zuurstofsensor 35 zijn verschaft, welke ook signalen afgeeft aan de besturing 30, om op basis van signalen van die sensor de werking van het systeem in te stellen.

9

In de uitvoeringsvorm van een systeem volgens de onderhavige uitvinding van fig. 2 dient inrichting 33 voor het verwijderen van zuurstof uit de stroom buitenlucht, die via de inlaat 24 is ingevoerd. De inrichting 33 is in meer 5 detail beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage NL-2006317 van dezelfde rechthebbende. De openbaarmaking daarvan is geheel hierin opgenomen door de verwijzing daarnaar.

De te verwijderen stof is zuurstof, om de residuele 10 stroom na het verwijderen van de zuurstof te winnen, met daarin in hoofdzaak een laag gehalte aan zuurstof, en aldus een hoog gehate aan stikstof, volgens de onderhavige uitvinding wordt in ieder geval de residuele stroom met een laag gehalte aan zuurstof gewonnen om die naar de ruimte van 15 het gebouw 21 te sturen. Afgezonderde zuurstof 31 kan worden verwijderd middels de schoorsteen 23. In de plaats van de inrichting 33 kunnen (niet getoonde) vaten of containers met in hoofdzaak stikstof of althans een laag gehalte aan zuurstof worden toegepast. Een inrichting als die van fig. 2 20 kan dan bijvoorbeeld zijn benut om de vaten en/of containers te vullen.

De omgevingslucht wordt ingebracht in het vat 1 of vat 2 via een toevoer 17 middels een toevoerpomp 6. Het vat 1 en het vat 2 bevatten elk een werkzame stof, zoals actief kool 25 8, voor het uit de van de pomp 6 afkomstige stroom omgevingslucht isoleren en vasthouden van zuurstof. De vaten 1, 2 omvatten verder elk een uitgang 16 voor de residuele stroom fluïdum. Die residuele stroom fluïdum kan worden afgevangen en opgeslagen in de voornoemde vaten en/of 30 containers. De inrichting bevat verder een afvoer 20 aan het elke van de vaten 1 en 2, waarlangs zuurstof kan worden afgevoerd tijdens het regenereren van de actief kool 8, d.w.z. het daaruit losmaken van zuurstof. Daartoe is met de 10 afvoer 20 een oliegesmeerde afvoerpomp 3 verbonden, bij voorkeur een vacuümpomp 3, voor het creëren van althans bij benadering een vacuüm in afwisselend één van de vaten 1, 2. Op basis van in een betreffende van de vaten 1, 2 gecreëerd 5 vacuüm wordt via de afvoer 20 zuurstof onttrokken aan de actief kool 8. De inrichting 33 omvat verder een ten minste met afwisselend één van de vaten 1, 2 verbindbare en selectief door de besturing 30 in werking te stellen olievrije pomp 4. Als aanvulling of als alternatief voor de 10 olievrije pomp 4 kan de inrichting 33 een onderdrukvat 5 of een afsluitbare verbinding 15 met de omgeving omvatten. De olievrije pomp 4 kan een mink - klauw compressiepomp zijn.

De besturing 30 is geschikt en ingericht om de toevoerpomp 6 en de oliegesmeerde afvoerpomp 3 elk 15 afwisselend in verbinding te stellen met het vat 1 of het vat 2 en in werking te stellen. Daartoe werkt de besturing in op: klep 9 bij de toevoerpomp 6 en eventueel ook op de toevoerpomp 6 zelf; klep 10 bij de uitgang 16; klep 11 bij de olievrije pomp 4 of de olievrije pomp 4 zelf; en klep 12 20 bij de oliegesmeerde vacuümpomp 3 en eventueel ook op de oliegesmeerde vacuümpomp 3 zelf. Daarbij komt een cyclische werking tot stand met een aantal werkingstoestanden, waarbij de vaten 1 en 2 om beurten dienen voor zuurstofreductie en -afvoer. Gedurende afvoer van zuurstof wordt zuurstof op 25 basis van een vacuüm onttrokken aan de actief kool 8, waarnaar hier ook wel wordt gerefereerd als regeneratie van de actief kool 8.

Als aan vat 1 buitenlucht wordt gevoed middels de toevoerpomp 6, is vat 2 aangesloten op de oliegesmeerde 30 vacuümpomp 3, en vice versa.

De toevoerpomp 6 is continu actief, maar levert om beurten omgevingslucht aan elke van de vaten 1, 2. Als omgevingslucht wordt gestuurd naar vat 1, is klep 9 open.

11

Een stroom omgevingslucht wordt dan dus via toevoer 17 in het vat 1 gepompt. Klep 10 is ook open om een in hoofdzaak alleen stikstof bevattende residuele stroom fluïdum te verschaffen; zuurstof wordt afgevangen in het vat 1 door de 5 actief kool 8 daarin.

Olievrije pomp 4 en daarna de oliegesmeerde pomp 3 zijn in opeenvolging in werking te stellen voor regeneratie van het aktief kool 8 in vat 2 om daaruit zuurstof vrij te maken. Eerst wordt olievrije pomp 4 benut om een 10 drukverschil te verlagen. Aldus is olieverlies van de oliegesmeerde pomp 3 te voorkomen, als die later in werking wordt gesteld dat de olievrije pomp 4. Daarna wordt pomp 3 in werking gesteld, en er is dan geen verbinding meer tussen pomp 4 en het binnenste van het vat 1.

15 De beschreven toestand blijft gehandhaafd, totdat verzadiging van de actief kool 8 in vat 1 optreedt. Wanneer dat gebeurt en bijvoorbeeld is gedetecteerd, of na een op voorhand bepaalde tijdsduur, die korter is dan uiterlijk naar verwachting volledige verzadiging van de actief kool 8, 20 wordt de inrichting 33 geschakeld naar een tegengestelde toestand, waarin de stroom buitenlucht naar vat 2 gaat en de actieve kool 8 in vat 1 wordt geregenereerd en de zuurstof daaruit wordt vrijgemaakt middels vacuüm.

Daarin blijft de toevoerpomp 6 in werking gesteld, maar 25 sluit de klep 9 in ieder geval de toevoer 17 naar vat 1 af. De klep 10 is ook afgesloten. Klep 11 geeft daarentegen een verbinding vrij tussen de olievrije pomp 4, die dan ook in werking is (gesteld) om de druk in het vat 1 te verlagen tot 1 bar of zelfs iets lager. Daarmee is te voorkomen, dat een 30 plotseling drukverschil over de oliegesmeerde vacuümpomp 3 ontstaat, als de klep 12 een het vat 1 en de oliegesmeerde vacuümpomp 3 verbindende stand in zou nemen, terwijl restdruk in het vat 1 zou heersen, afkomstig uit de 12 voorgaande toestand van dat vat 1. Die klep 12 blijft daarentegen in deze toestand dicht. Wanneer de druk in het vat 1 is verlaagd, dient voor het regenereren van de actief kool 8 (het verwijderen van zuurstof daaruit) een vacuüm 5 althans benaderende verlaagde druk te worden gecreëerd in het vat 1, middels de oliegesmeerde vacuümpomp 3, waartoe klep 11 weer wordt gesloten en klep 12 wordt - met de oliegesmeerde vacuümpomp 3 in werking - geopend. De olievrije pomp 4 en de oliegesmeerde pomp 3 kunnen aan de 10 perszijde zijn aangesloten op de schoorsteen 23. Wanneer de actief kool 8 in vat 1 afdoende is geregenereerd (daaruit afdoende zuurstof is verwijderd), en/of de actieve kool in vat 2 verzadigd is geraakt, kan de aldus beschreven cyclus opnieuw geheel worden doorlopen.

15 In de uitvoeringsvorm van fig. 2 omvat een inrichting 33 dus twee vaten 1 en 2, die in hoofdzaak onderling gelijk zijn, en de besturing 30 is ingericht om het vat 1 en het vat 2 tegengesteld cyclisch in werking te stellen voor het ontrekken van zuurstof uit de stroom omgevingslucht en het 20 onttrekken van zuurstof uit de actief kool 8. Het vat 1 en het vat 2 zijn elk onder wederzijds uitsluiting ten minste verbindbaar met de toevoerpomp 6, de oliegesmeerde vacuümpomp 3 en de olievrije pomp 4. Als aanvulling op of als alternatief voor de pomp 4 kunnen andere of aanvullende 25 drukverlagers zijn verschaft, zoals het onderdrukvat 5 en/of de afsluitbare verbinding met de omgeving 15, waarnaar in het voorgaande al is gerefereerd.

Een stelsel van door de besturing 30 aan te sturen kleppen 10-14, 18, 19 zorgt voor de juiste werking van de 30 inrichting waarin continu bedrijf is verwezenlijkt.

Opgemerkt wordt dat de toevoer 17 en afvoer 20 door een enkele leiding zijn gevormd.

13

Aldus betreft de in fig. 2 getoonde uitvoeringsvorm van de inrichting 33 een mogelijkheid voor het in het bijzonder (doch niet uitsluitend) winnen/verwijderen van stikstof en/of zuurstof uit een stroom omgevingslucht onder 5 toepassing van een oliegesmeerde vacuümpomp 3 voor het aanbrengen van een afdoende laag vacuüm t.b.v. het regeneratie proces in afwisselend ten minste één van de twee vaten 1, 2. Binnen het kader van de onderhavige uitvinding kunnen ook andere inrichtingen worden gebruikt. Een 10 inrichting met meer dan twee vaten is ook mogelijk, bijvoorbeeld als de toestand van regenereren van actief kool 8 of van het verwijderen van zuurstof uit de stroom omgevingslucht aanzienlijk langer zou duren dan de andere toestand. In de uitvoeringsvorm van fig. 2 is de inrichting 15 in bedrijf in een proces voor de productie van N2 met een zogenaamde "VSA"-techniek, met de uitbreiding van een drukverlaging in een op enig moment te vacumeren vat bij aanvang van regeneratie van de actief kool 8, waarbij de aanvangsdruk voor het in werking stellen van de 20 oliegesmeerde vacuümpomp 3 met de drukverlager 4, 5, 15 wordt verlaagd naar een waarde, die gelijk of lager is aan die van de atmosfeer van de installatie. Juist daardoor wordt verrassenderwijs ontoelaatbaar geacht olieverbruik van de oliegesmeerde vacuümpomp 3 vermeden. In de plaats van de 25 getoonde en beschreven inrichting kunnen binnen het kader van de onderhavige uitvinding ook andere inrichting worden toegepast voor het verlagen van het gehalte aan zuurstof in een in de ruimte van het gebouw te stuwen stroom gas. Te denken valt aan elke willekeurig geschikte N2 generator, 30 zoals die in de techniek algemeen bekend zijn, zoals PSA n2-generatoren, VPSA (=VSA) N2-generatoren en membraan N2-generatoren, zoals NH3-krakers, gasverbranders, et cetera. De onderhavige uitvinding is tot geen enkele variant beperkt.

14

Aanvullend ten opzichte van de aldus beschreven (en al-dan-niet conventionele) N2-generator 33, omvat het systeem volgens de uitvinding een doorvoer 32 met daarin een bestuurbare pomp 26, die door de besturing 30 aan te sturen 5 is. N2 generatoren, zoals de inrichting 33, zijn op zichzelf bedoeld en ontworpen om zoveel mogelijk zuurstof uit omgevingslucht te halen. Het is op zijn minst opzienbarend, dat de doorvoer 32 nu via een aanvullende invoer 25 aan de omgeving onttrokken omgevingslucht naar de uitvoer 7 geleidt 10 om de ruimte van het gebouw 21 in te worden gestuurd.

De invoeren 24, 25 zijn afzonderlijk weergegeven, doch in een andere niet getoonde uitvoeringsvorm kan mogelijkerswijs worden volstaan met een enkele invoer 24 of 25, zoals in fig. 2 met een streeplijn is aangeduid. De 15 streep-stippellijn in fig. 2 dient om de inrichting 33 afzonderlijk aan te duiden, die op zich conventioneel kan zi jn.

Hier wordt teruggekomen op het eerdere rekenvoorbeeld. Met het nieuwe systeem volgens de uitvinding wordt een deel 20 van de N2 productie van de inrichting 33, bij voorbeeld 100m3, te mengen met bij voorbeeld een viervoudige hoeveelheid buitenlucht. Dit kan geschieden met behulp van een (niet getoonde) ventilator of van de bestuurbare pomp 26 onder inwerking van de besturing 30. De productie van dit 25 resulterende gas en invoer daarvan in de ruimte in het gebouw geschiedt volgens de onderhavige uitvinding continu.

De resulterende continue luchtstroom van 500 m3 per uur dient een ten minste enigszins lager zuurstofgehalte te bevatten dan het gewenste zuurstofgehalte van bij voorbeeld 30 16,8% in de ruimte in het gebouw. Verder wordt hiermee een positieve druk ontwikkeld van minimaal bij voorbeeld 0,1 Pascal, welke overdruk ten opzichte van de druk in de 15 omgeving van het gebouw voorkomt, dat buitenlucht in de ruimte van het gebouw binnen dringt.

De druk van de buitenlucht kan met de sensor 35 worden bepaald, teneinde met de besturing een afdoende stroom gas 5 te genereren met de inrichting 33 en de pomp 26, zodat een overdruk in de ruimte ten opzichte van de buitenlucht te waarborgen is.

Het is namelijk evenzeer mogelijk dat een minder dan viervoudige stroom buitengas kan volstaan om overdruk te 10 handhaven. Het gehalte zuurstof in de resulterende stroom naar de afvoer 7 kan dan te laag worden, maar dat is op te vangen door bijvoorbeeld een deel van de productie aan gas met verlaagd zuurstof gehalte van de inrichting 33 op te vangen en in vaten en/of containers op te slaan voor later 15 gebruik.

Ook is het mogelijk dat de sensor 34 in de ruimte van het gebouw aangeeft, dat het zuurstofgehalte in de ruimte te hoog begint te worden. In een dergelijk geval kan extra opgeslagen gas met verlaagd zuurstofgehalte worden 20 bijgemengd, of kan de verhouding tussen de door de pomp 26 aan te leveren buitenlucht en de door de inrichting 33 te produceren gas met nagenoeg geen zuurstof door de besturing worden aangepast door in te werken op de pomp 26 en wellicht ook de pomp 6.

25 Door gebruik te maken van slecht 25% van de voorheen bij eerdere systemen benodigde capaciteit, d.w.z. 25 kW met daarbij het vermogen van een hulpventilator van ca. 2 kW, kan met de continue inbreng in de ruimte van bij voorbeeld 500 m3 gas met 16,5% aan zuurstof en 84,5% aan stikstof 30 worden voorkomen, dat de 27.000m3 buitenlucht toetreedt tot de gasdichte ruimte. Ten opzicht van de benodigde energie voor pull down (zuurstofreductie) van het zuurstofgehalte in deze 27.000m3 volgens eerdere techniek, wordt volgens de 16 onderhavige uitvinding de benodigde energie aanzienlijk gereduceerd.

Het is typerend dat de gasstroom van een inrichting 33 voor productie of levering van een stroom gas met een zo ver 5 mogelijk verlaagd gehalte aan zuurstof, hetgeen immers het doel is van de inrichting 33, wordt samengevoegd met via de doorvoer en de regelbare of bestuurbare pomp 26 aangeleverde omgevingslucht met een hoger zuurstofgehalte van bij voorbeeld 21%, om de resulterende stroom te regelen op een 10 zuurstofgehalte van bij voorbeeld 10-16,5% aan zuurstof. Met behulp van deze grotere luchtstroom kan snel (Ier) een positieve druk worden aangebracht in de ruimte zonder het gehalte aan zuurstof in die ruimte te verhogen, en waarmee geen (buiten-)luchtstroom kan ontstaan die door lekopeningen 15 in de ruimte kan treden.

Na kennisneming van aspecten van de onderhavige uitvinding volgens de hiervoor beschreven en in de tekening getoonde uitvoeringsvorm, zullen zich vele aanvullende en/of alternatieve varianten aan de vakman opdringen, die allen 20 zijn gelegen binnen de beschermingsomvang voor de uitvinding, zoals die is gedefinieerd in in het bijzonder de onafhankelijke van de bijgevoegde conclusies.

Zo is het mogelijk om de zuurstof reducerende inrichting 33 zo construeren, dat doelbewust een stroom gas 25 met een verlaagd gehalte aan zuurstof geproduceerd wordt, maar waarbij het gehalte aan zuurstof niet verder wordt verlaagd dan de gewenste waarde van circa 16,5% in een hoog volume per tijdseenheid (bij voorbeeld een totaal van vijf maal de normale opbrengst van de inrichting 33).

30 Tevens de ruimte dusdanig klein zijn ten opzichte van de capaciteit van de inrichting voor zuurstofreductie, dat de opbrengst van die inrichting al een afdoende debiet oplevert om de gewenst overdruk in de ruimte te genereren.

17

Er kan dan een deel van de opbrengst worden opgeslagen, en kan een gewenste hoeveelheid buitenlucht worden toegevoegd, om het beoogde zuurstofgehalte en de beoogde overdruk te bewerkstelligen. Men kan tevens een uitvoeringsvorm 5 verwezenlijken, waarin de inrichting voor zuurstofreductie intermitterend in werking wordt gesteld, en de doorvoer doelbewust buitenlucht kan blijven inbrengen in de ruimte om in elk geval de overdruk in stand te houden, en naar behoefte een stoot gas met een verlaagd zuurstofgehalte 10 daaraan toe te voegen.

Het is verder mogelijk om een sensor toe te voegen om deurbewegingen te detecteren, in geval van een gedetecteerde deurbeweging kan ervoor worden gekozen om het systeem (tijdelijk) een grotere stroom gas te laten produceren, 15 eventueel met een verder verlaagd gehalte aan zuurstof dan de normaal beoogde waarde. Er kan daarentegen ook voor worden geopteerd om het systeem met een open deur maar even buiten werking te stellen. Tevens kan een detector voor niet-gewenste gasbestanddelen, zoals CO of C02, zijn 20 verschaft. Wanneer deze een te hoog gehalte aan niet- gewenste gasbestanddelen waarneemt, kan een ventilatie in werking worden gesteld om de niet-gewenste gasbestanddelen weg te ventileren. Net als bij een deurbeweging kan het systeem zijn ontworpen om hier op een gepaste wijze mee om 25 te gaan, hetgeen dan ook onder inwerking van de besturing 30 programmeerbaar te besturen is.

Claims (15)

1. Een systeem voor zuurstofreductie in een ruimte van een gebouw, bijvoorbeeld voor brandpreventie of 5 brandbestrijding of sportbeoefening, zoals hoogtetraining, omvattende: - een invoer voor omgevingslucht; - een inrichting voor zuurstofreductie; en - een uitvoer (16, 7) naar de ruimte, en verder 10 omvattende: - een op de ruimte aangesloten doorvoer (32) voor het aan de ruimte aanleveren van een aanvullende stroom omgevingslucht en het althans bij benadering continu in bedrijf stellen van de inrichting en de doorvoer.

2. Het systeem volgens conclusie 1, waarbij de inrichting voor zuurstofreductie er een van een N2 generator en een vat of opslag van N2 is.

3. Het systeem volgens conclusie 2, waarbij de N2 generator er ten minste één is uit de groep, die omvat: PSA

20 N2-generatoren, VPSA (=VSA) N2-generatoren, membraan N2-generatoren, NH3-k:rakers, gasverbranders, et cetera.

4. Het systeem volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, waarbij de doorvoer een regelbare doorvoer is.

5. Het systeem volgens ten minste één van de voorgaande 25 conclusies, waarbij de doorvoer een pomp omvat.

6. Het systeem volgens conclusies 4 en 5, waarbij de pomp een bestuurbare pomp is.

7. Het systeem volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, waarbij in de ruimte ten minste één sensor is 30 aangebracht uit de groep welke omvat: een zuurstofdetector (34); en een detector voor waarneming van ongewenste gassen, zoals CO en/of C02.

8. Het systeem volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, waarbij een besturing is aangebracht.

9. Het systeem volgens ten minste conclusie 4 of 6 en conclusies 7 en 8, waarbij de besturing is ingericht om de 5 regelbare doorvoer te besturen in afhankelijkheid van met de zuurstofdetector bepaalde zuurstofniveaus in de ruimte.

10. Het systeem volgens conclusie 8 of 9, waarbij in de ruimte een op de besturing aangesloten druksensor (34) is aangebracht.

11. Het systeem volgens conclusie 10, waarbij de besturing is ingericht om de doorvoer te besturen in afhankelijkheid van in de ruimte heersende druk.

12. Het systeem volgens conclusie 11, waarbij de besturing is ingericht om een overdruk in de ruimte in stand 15 te houden ten opzichte van luchtdruk in de omgeving van het gebouw buiten de ruimte.

13. Het systeem volgens conclusie 8 of 9 en conclusie 12, waarbij buiten de ruimte een op de besturing (30) aangesloten druksensor (34) is aangebracht.

14. Het systeem volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, waarbij via de uitvoer een stroom gas naar de ruimte gaat, met een gehalte aan zuurstof van ten hoogste 20%, bij voorkeur minder dan 17,5% en met meer voorkeur minder dan 16,5%.

15. Gebouw met een ruimte daarin, en een met de ruimte verbonden systeem volgens ten minste één van de voorgaande conclusies.