WO2015028129A2 - Verfahren für die kühlung eines fluchtraums in einer notfallsituation - Google Patents

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WO2015028129A2
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Sven NEERVOORT
René KIEWITT
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    • E21F11/00—Rescue devices or other safety devices, e.g. safety chambers or escape ways
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25D3/04—Stationary cabinets
    • F25D3/045—Details

Definitions

  • the present invention relates to a method for cooling an escape space by means of an emergency cooling system in an emergency situation as well as an emergency cooling system for cooling an escape zone in an emergency situation.
  • escape opportunities are given in high-risk environments. This is the case in particular in mining or tunneling. Since the possibility of escape is severely restricted, especially underground, it is customary to provide day-dream rooms in which the staff can escape in an emergency situation. In this space of escape, people wait until the emergency situation has been eliminated and, accordingly, the rescue can take place.
  • escape dreams a life support within the escape space must be ensured for the people who are in it. This is particularly important for vital functions, such as to apply the temperature and humidity in the escape space. This is to ensure that due to the large number of people in a refuge space, there is no undesirable strong heating or undesirably high increase in atmospheric humidity. Otherwise, life-sustaining measures could no longer be guaranteed with the desired level of safety.
  • CONFIRMATION COPY is interrupted or is actively interrupted, in addition an emergency power supply, for example in the form of batteries, must be provided for the air conditioning.
  • an emergency power supply for example in the form of batteries
  • a method for cooling an escape space by means of emergency cooling in an emergency situation comprises the following steps:
  • the active generation of the cold and the release of the cold take place separately.
  • This separation can take place in particular in time, so that the cooling of the refrigerant in a cold storage can be done independently of the emergency situation, in particular in a so-called standby mode.
  • the refrigerant is accordingly cooled in the cold storage until it has a desired minimum temperature.
  • the refrigerant in the cold storage is charged with cold here as in a battery.
  • the cooling device the temperature of the refrigerant is cooled to this desired minimum temperature or maintained in the range.
  • the cooling is readily possible because there is enough power through the external power supply.
  • the cooling device does not have to meet any increased requirements, in particular no EX requirements. Compared to the known solutions for cooling an escape space, this cooling device is much easier and less expensive to carry out, since in addition no emergency power supply in the form of batteries is more necessary.
  • the recognition of the emergency situation can be carried out both manually and automatically by sensors.
  • an alarm system within a mining operation the alarm information to pass on to an emergency cooling system in erfindungsg 'emäßer manner.
  • an emergency cooling system in erfindungsg 'emäßer manner.
  • the cooling device can be operated completely independently of this release. Thus, if in an emergency situation no operation of the cooling device is no longer necessary, then only the cold, which is stored in the refrigerant of the cold storage, is released. In this way, the desired reduction of the temperature in the escape space, so that the effect of the previously known air conditioning is the same. However, since it is a matter of discharging the cooling battery, ie the cold stored in the refrigerant, there is no longer any need for active operation of an air conditioning system. Rather, a temporal separation between the generation of cold and the release of the cold could be provided.
  • a refrigerant As a refrigerant, a wide variety of materials can be used. Solid storage or gas storage as well as liquid storage are conceivable. The combination of different states of aggregation with different materials or within a material is conceivable as a refrigerant in a cold storage according to the present invention.
  • the cooling device e.g. the functionality of a heat pump, so a combination of processor and throttle possible.
  • the cooling of the refrigerant can be done directly or indirectly by the cooling device. So it is possible that the desired refrigerant is generated directly in the refrigerant. However, the refrigerant may also act as a pure reservoir, with an additional cooling medium within the cooling device passing on the generated refrigeration to the refrigerant.
  • the dehumidification of the air can bring further quality of life maintenance.
  • the step of cooling the refrigerant takes place before or substantially before the emergence of the emergency situation and / or the step of releasing the stored cold occurs during or after the emergence of the emergency situation.
  • a clear temporal correlation of the two steps relative to one another in relation to the emergency situation is given here. This ensures that the cold is released only at or after the emergence of the emergency situation.
  • the cooling of the refrigerant takes place essentially before the emergence of the emergency situation, so that this standby mode can be distinguished from an emergency operation and in standby mode no increased requirements for the cooling device, in particular with regard to EX requirements, must be met.
  • a further advantage can be achieved if in a method according to the invention in an emergency situation in which there is at least partially still a power supply for the cooling device, the step of cooling the refrigerant further, in particular parallel to the step of releasing the stored cold done.
  • the step of cooling the refrigerant further, in particular parallel to the step of releasing the stored cold done.
  • both functionalities of generating the cold and releasing the cold is present. These two steps are independent of each other and can be performed sequentially as well as partially in parallel. If, in an emergency situation, this is a phase in which energy supply is available for the cooling device, then this available energy can be used for a further cooling of the coolant.
  • the maximum period of time over which cold can be discharged from the cold storage to the escape room extended. This leads to a further improvement of a refuge space according to the invention or a corresponding method. It is also possible in this way to perform a reduction of the installation space and the amount of refrigerant and thus the size of the cold storage for such applications.
  • the liquid condensate is collected and, in particular, made available as emergency drinking water.
  • the water is clean water, without any pollution.
  • Drinking ability to be ensured Since drinking water usually constitutes a further deficiency in the preservation of life in an escape area, additional drinking water can be made available as a side effect by collecting the liquid condensate, so to speak.
  • water is used as the refrigerant which, in an emergency situation, is additionally available as drinking water.
  • the additional provision of drinking water can further optimize the life support functions within the refugee space.
  • a further advantage may be when the cooling device is switched off in a method according to the invention when detecting an emergency situation. This ensures that, regardless of the actual emergency situation information, there is no need for EX protection for the cooling device. Emergency situations, which represent at least partially explosive situations, can not lead to increased risk in this way by further operation of the cooling device. It is often the case that in an emergency situation by automatically switching off the power supply accordingly inevitably automatically the cooling device is turned off. Of course, however, a separate sensor is providable to provide this functionality.
  • an emergency cooling according to the invention is in particular designed for carrying out a method according to the invention.
  • the emergency cooling according to the invention brings about the same advantages as have been explained in detail with reference to a method according to the invention.
  • the cold storage preferably have insulation to reduce unwanted loss of cold, especially in standby mode or even completely avoided.
  • the emergency cooling according to the invention can be developed to the effect that a condensation device, in particular in the form of at least one condensation plate, is provided for the condensation of moisture from the air in the escape space by means of the cold stored in the refrigerant of the cold storage.
  • a condensation device in particular in the form of at least one condensation plate, is provided for the condensation of moisture from the air in the escape space by means of the cold stored in the refrigerant of the cold storage.
  • the humidity and the temperature are related to the quality of life in a refuge.
  • the cold is used in a locally defined manner in order to ensure at least partial dehumidification of the air in the escape space.
  • the condensation device preferably has a collecting container for the condensate, so that further use, in particular as drinking water, for the condensate is possible.
  • the release device for releasing the stored cold in the escape space has at least one distribution element for the active distribution of the stored cold.
  • a distribution element is dependent on the formation of appropriate refrigerant or the corresponding type of distribution.
  • a forced convection of the refrigerant may involve a pump be used. If the air is brought into contact with the refrigerant, for example, a fan may be provided.
  • the list above is a non-exhaustive list. Under a brine is to understand an aqueous solution with dissolved salts.
  • the water can be used both as pure water and as water with additives e.g. be understood for the corrosion protection.
  • the cold storage is designed as a layer store for the refrigerant. This ensures that the lowest possible mixing of different temperature zones takes place in the cold storage. A defined removal at different heights of the cold accumulator can access different temperature layers. Thus, an even more accurate temperature control is possible for the subsequent regulation for the release of the cold in the escape area.
  • the cooling device has its own cooling medium which can deliver cooling to the refrigerant in the cold storage via a heat exchanger.
  • the generation of cold from the passing of the cold to the refrigerant is additionally separated again.
  • a part of the cooling device with the cooling medium may even be arranged outside the escape space in order to generate the corresponding cold.
  • the cooled cooling medium enters the heat exchanger in the cold storage and can deliver there the cold to the refrigerant. In this embodiment, it is therefore an indirect cooling possibility of the refrigerant.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an emergency cooling according to the invention
  • Fig. 2 shows the embodiment of Fig. 1 during the release of the cold
  • Fig. 3 shows another embodiment of an emergency cooling according to the invention
  • Fig. 4 shows another embodiment of an emergency cooling according to the invention.
  • FIG. 1 and 2 show a first embodiment of an emergency cooling according to the invention 10. This is at least partially disposed within a refuge space 100 in a mining operation or in a tunneling operation.
  • a cooling device 30 is arranged at least partially outside the escape space 100 and can directly cool the coolant 22 in a cold storage 20 here.
  • an insulation 24 is provided in this embodiment.
  • the flaps 26 can be opened and, in particular, a distribution element 52 of a release device 50 can also enable active forced convection of the air in the clearance space 100.
  • a distribution element 52 of a release device 50 can also enable active forced convection of the air in the clearance space 100.
  • FIG. 3 shows a variant of an emergency cooling system 10.
  • indirect cooling of the refrigerant 22 takes place in the cold storage tank 20.
  • the generated cold can be released from a cooling medium 32 of the cooling device 30 to the refrigerant 22 via a heat exchanger 34.
  • the release and, above all, the distribution of the stored cold takes place as a release device 50, as in the case of a type of floor cooling. Since here is a liquid form for the refrigerant 22 is provided, as a distributor element 52, a pump can be used.
  • FIG. 4 shows a further variant of an emergency cooling according to the invention.
  • a condensation device 40 is provided, which additionally serves as a wall cooling on the condensation of the humidity.
  • the condensing device 40 which is designed as a condensation plate, moreover makes it possible to collect the condensate 42 with a collecting container 44.
  • the condensate 42 can then be supplied to further uses, in particular as drinking water.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Kühlung eines Fluchtraums (100) mittels einer Notkühlung (10) in einer Notfallsituation, aufweisend die folgenden Schritte: - Kühlen eines Kältemittels (22) in einem Kältespeicher (20) mit einer Kühlvorrichtung (30), - Erkennen einer Notfallsituation, - Freigeben der im Kältemittel (22) des Kältespeichers (20) gespeicherten Kälte in den Fluchtraum (100).

Description

Verfahren für die Kühlung eines Fluchtraums in einer
Notfallsituation
B e s c h r e i b u n g Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Kühlung eines Fluchtraums mittels einer Notkühlung in einer Notfallsituation sowie eine Notkühlung für die Kühlung eines Fluchtraums in einer Notfallsituation.
Es ist bekannt, dass in Umgebungen mit hohem Risikopotential Fluchtmöglichkeiten gegeben werden. Dies ist insbesondere im Bergbau bzw. im Tunnelbau der Fall. Da gerade unter Tage die Fluchtmöglichkeit stark eingeschränkt sind, ist es üblich unter Tage Fluchträume zur Verfügung zu stellen, in welche das Personal in einer Notfallsituation fliehen kann. In diesem Fluchtraum harren die Menschen aus, bis die Notfallsituation beseitigt worden ist und dementsprechend die Rettung erfolgen kann. Bei bekannten Fluchträumen muss eine Lebenserhaltung innerhalb des Fluchtraums für die Menschen, welche sich darin befinden, gewährleistet sein. Dies ist insbesondere auf lebenswichtige Funktionen, wie z.B. die Temperatur und Luftfeuchtigkeit in dem Fluchtraum anzuwenden. So ist sicherzustellen, dass durch die Vielzahl der Personen in einem Fluchtraum keine unerwünscht starke Aufheizung bzw. unerwünscht starker Anstieg der Luftfeuchtigkeit stattfindet. Andernfalls könnten lebenserhaltende Maßnahmen nicht mehr mit der gewünschten Sicherheit gewährleistet werden.
Bei bekannten Fluchträumen wird eine Überwachung der Temperatur, insbesondere ein Kühlen des Fluchtraums, üblicherweise durch Klimaanalgen gewährleistet. Diese bedürfen einer Energieversorgung. Notfallsituationen, wie sie unter Tage auftreten können, sind jedoch auch häufig mit Explosionsgefahr verbunden. So besteht beispielsweise im Bergbau das Risiko von sogenanntem Grubengas, welches bei elektrischem Betrieb einer Klimaanlage entzündet werden könnte. Dementsprechend müssen bei bekannten Fluchträumen diese Klimaanlagen einen sogenannten EX- Schutz aufweisen, wodurch die Klimaanlage sehr teuer wird. Da häufig in einer Notfallsituation darüber hinaus die externe Energieversorgung unter Tage
BESTÄTIGUNGSKOPIE unterbrochen ist bzw. aktiv unterbrochen wird, muss zusätzlich eine Notstromversorgung z.B. in Form von Batterien, für die Klimaanlage zur Verfügung gestellt werden. Somit kann zusammengefasst werden, dass bei bekannten Fluchträumen die Kühlung einen hohen Kostenaufwand und einen höhen Bauraumaufwand benötigt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung in kostengünstiger und einfacherweise die Kühlung des Fluchtraumes auch in einer Notfallsituation im Falle von Strommangel zu ermöglichen.
Gelöst wird die voranstehende Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch eine Notkühlung mit den Merkmalen des Anspruches 9.
Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Notkühlung und jeweils umkehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren vorgesehen, für die Kühlung eines Fluchtraumes mittels einer Notkühlung in einer Notfallsituation. Hierfür weist das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte auf:
- Kühlung eines Kältemittels in einem Kältespeicher mit einer Kühlvorrichtung,
- Erkennen einer Notfallsituation,
- Freigeben der im Kältemittel des Kältespeichers gespeicherten Kälte in dem Fluchttraum
Erfindungsgemäß erfolgt also das aktive Erzeugen der Kälte und das Freigeben der Kälte voneinander getrennt. Diese Trennung kann insbesondere zeitlich erfolgen, so dass das Kühlen des Kältemittels in einem Kältespeicher unabhängig von der Notfallsituation, insbesondere in einem sogenannten Standby Betrieb erfolgen kann. Im normalen Betrieb unter Tage wird dementsprechend das Kältemittel im Kältespeicher gekühlt bis es eine gewünschte minimale Temperatur aufweist. Mit anderen Worten wird hier wie bei einem Akku das Kältemittel im Kältespeicher mit Kälte aufgeladen. Durch die Kühlvorrichtung wird die Temperatur des Kältemittels auf diese gewünschte Minimaltemperatur gekühlt oder in deren Bereich gehalten. Für die Phase im Standby Betrieb ist die Kühlung ohne weiteres möglich, da hier genug Energie durch die Stromversorgung von Extern vorhanden ist. Da es sich um eine Normalsituation handelt, muss die Kühlvorrichtung auch keinen erhöhten Anforderungen, insbesondere keinen EX-Anforderungen, genügen. Im Vergleich zur bekannten Lösungen für die Kühlung eines Fluchtraums ist diese Kühlvorrichtung deutlich einfacher und kostengünstiger ausführbar, da darüber hinaus auch keine Notstromversorgung in Form von Batterien mehr notwendig ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Erkennen der Notfallsituation sowohl manuell, als auch sensorisch automatisiert erfolgen. So kann beispielsweise eine Alarmanlage innerhalb eines Bergbaubetriebes die Alarminformation an eine Notkühlung in erfindungsg'emäßer Weise weitergeben. Auch eine rein manuelle Erkennung, z.B. das Öffnen der Tür zum Fluchtraum und das Eintreten des Personals, kann im Sinne der vorliegenden Erfindung zum Erkennen der Notfallsituation führen.
Getrennt vom Schritt des Kühlens des Kältemittels erfolgt das Freigeben der gespeicherten Kälte. Wie gut zu erkennen ist, kann hier die Kühlvorrichtung komplett unabhängig von diesem Freigeben betrieben werden. Ist also in einer Notfallsituation nun kein Betrieb der Kühlvorrichtung mehr notwendig, so wird ausschließlich die Kälte, welche im Kältemittel des Kältespeichers gespeichert ist, freigegeben. Auf diese Weise erfolgt die gewünschte Reduktion der Temperatur im Fluchtraum, so dass die Wirkung der bisher bekannten Klimaanlage gleichkommt. Da es sich hier jedoch um ein Entladen des Kühlakkus, also der im Kältemittel gespeicherten Kälte, handelt, muss kein aktiver Betrieb einer Klimaanlage mehr erfolgen. Vielmehr konnte ein zeitliches Trennen zwischen dem Erzeugen der Kälte und dem Freigeben der Kälte zur Verfügung gestellt werden.
Ist jedoch in einer Notfallsituation beispielsweise kein EX-Alarm ausgelöst worden und besteht weiter die Möglichkeit eine Energieversorgung aufrecht zu erhalten, so kann selbstverständlich auch ein paralleles Ausführen der Schritte des Kühlens und des Freigebens der Kälte erfolgen. So kann der Kühlakku weiter in seinem Ladezustand betrieben werden und gleichzeitig ein Freigeben der Kälte erfolgen. Der maximale Dauerbetrieb eines solchen erfindungsgemäßen Verfahrens kann auf diese Weise deutlich verlängert werden.
Als Kältemittel können unterschiedlichste Materialien zum Einsatz kommen. So sind Festspeicher oder Gasspeicher genauso wie Flüssigspeicher denkbar. Auch die Kombination unterschiedlichster Aggregatszustände mit unterschiedlichen Materialien oder innerhalb eines Materials ist als Kältemittel in einem Kältespeicher gemäß der vorliegenden Erfindung denkbar. Als Kühlvorrichtung ist z.B. die Funktionalität einer Wärmepumpe, also eine Kombination aus Prozessor und Drossel, möglich. Die Kühlung des Kältemittels kann dabei durch die Kühlvorrichtung direkt oder indirekt erfolgen. So ist es möglich, dass direkt die gewünschte Kälte im Kältemittel erzeugt wird. Jedoch kann das Kältemittel auch als reiner Speicher fungieren, wobei ein zusätzliches Kühlmedium innerhalb der Kühlvorrichtung die erzeugte Kälte an das Kältemittel weitergibt.
Durch die Reduktion der Temperatur durch ein erfindungsgemäßes Freigeben der gespeicherten Kälte kann darüber hinaus die Entfeuchtung der Luft weitere Lebenserhaltungsqualität mit sich bringen.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren der Schritt des Kühlens des Kältemittels vor oder im Wesentlichen vor dem Eintreten der Notfallsituation erfolgt und/oder der Schritt des Freigebens der gespeicherten Kälte bei oder nach dem Eintreten der Notfallsituation erfolgt. Mit anderen Worten wird hier eine eindeutige zeitliche Korrelation der beiden Schritte relativ zueinander bezogen auf die Notfallsituation gegeben. Dabei wird sichergestellt, dass die Kälte erst bei oder nach dem Eintreten der Notfallsituation freigegeben wird. Das Kühlen des Kältemittels erfolgt im Wesentlichen vor dem Eintreten der Notfallsituation, so dass dieser Standby Betrieb von einem Notfallbetrieb unterschieden werden kann und im Standby Betrieb keine erhöhten Anforderungen an die Kühlvorrichtung, insbesondere hinsichtlich EX-Anforderungen, erfüllt sein müssen.
Ein weiterer Vorteil wird erzielbar, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Notfallsituation in welcher zumindest teilweise noch eine Energieversorgung für die Kühlvorrichtung besteht, der Schritt des Kühlens des Kältemittels weiter, insbesondere parallel zum Schritt des Freigebens der gespeicherten Kälte, erfolgt. Hier ist ebenfalls wieder gut zu erkennen, wie erfindungsgemäß eine Trennung der beiden Funktionalitäten der Erzeugung der Kälte und des Freigebens der Kälte vorhanden ist. Diese beiden Schritte sind unabhängig voneinander und können sequenziell wie auch teilweise parallel ausgeführt werden. Handelt es sich in einer Notfallsituation um eine Phase, in welcher Energieversorgung für die Kühlvorrichtung zur Verfügung steht, so kann diese vorhandene Energie für ein weiteres Kühlen des Kältemittels Verwendung finden. Damit wird die maximale Zeitdauer über welche Kälte vom Kältespeicher an den Fluchtraum abgegeben werden kann, verlängert. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung eines erfindungsgemäßen Fluchtraums bzw. eines entsprechenden Verfahrens. Auch wird es auf diese Weise möglich, für solche Einsatzzwecke eine Reduktion des Bauraums und der Menge an Kältemittel und damit der Größe des Kältespeichers durchzuführen.
Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich zum Freigeben der gespeicherten Kälte eine Reduktion der Luftfeuchtigkeit mit der gespeicherten Kälte, insbesondere mittels Kondensation an einer Kondensationsvorrichtung, erfolgt. Durch die Reduktion der Temperatur der Luft im Fluchtraum ändert sich auch die entsprechende Position im Mollier-Diagramm. Damit wird die Aufnahmefähigkeit der Luft für Luftfeuchte verändert. Je kälter die Luft ist, umso weniger Beladung mit Wasser kann in der Luft stattfinden. Wird nun in erfindungsgemäßerweise die Kälte für eine Reduktion der Temperatur der Luft im Fluchtraum verwendet, so kann in gleicher Weise auch die Luftfeuchtigkeit durch Auskondensieren reduziert werden. Um ein gezieltes Auskondensieren zu ermöglichen und insbesondere Nebelbildungen im Fluchtraum zu vermeiden, kann eine entsprechende Kondensationsvorrichtung den Ort der Kondensation vorgeben. Damit wird sichergestellt, dass die Korrelation aus Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Fluchtraum in den gewünschten Grenzen für die Lebenserhaltung der darin befindlichen Personen bleibt.
Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren bei der Verwendung einer Kondensationsvorrichtung das flüssige Kondensat aufgefangen und insbesondere als Not-Trinkwasser zur Verfügung gestellt wird. Bei dem Wasser handelt es sich um sauberes Wasser, ohne jegliche Verunreinigung.
Möglicherweise muss noch durch die Zugabe von Salzen eine entsprechende
Trinkfähigkeit gewährleistet werden. Da üblicherweise Trinkwasser einen weiteren Mangel bei der Lebenserhaltung in einem Fluchtraum darstellt, kann auf diese Weise sozusagen als Nebeneffekt durch das Auffangen des flüssigen Kondensats zusätzliches Trinkwasser zur Verfügung gestellt werden. Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren als Kältemittel Wasser verwendet wird, welches in einer Notfallsituation zusätzlich als Trinkwasser zur Verfügung steht. Wie bereits im voranstehenden Absatz erläutert worden ist, kann das zusätzliche zur Verfügung stellen von Trinkwasser eine weitere Optimierung der Lebenserhaltungsfunktionen innerhalb des Fluchtraumes erzielen.
Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren das Freigeben der Kälte durch wenigstens einen der folgenden Mechanismen erfolgt:
- Freie und/oder erzwungene Konvektion der Luft im Fluchtraum,
- Freie und/oder erzwungene Konvektion des Kältemittels.
Bei der voranstehenden Liste handelt es sich um einen nicht abschließende Aufzählung. Unter einer freien und/oder erzwungenen Konvektion der Luft wird eine Wärmeübertragung durch Kontakt der Luft mit dem Kältemittel verstanden. So kann beispielsweise durch Öffnen entsprechender Klappen ein Kontakt der Luft mit dem Kältemittel stattfinden. Diese Konvektion des damit gekühlten Luftabschnitts im Fluchtraum kann verbessert werden, wenn eine erzwungene Konvektion z.B. durch ein Gebläse erzeugt wird. Gleichzeitig ist es auch möglich, dass das Kältemittel in Bewegung gesetzt wird. Auch dies kann in freier und/oder in erzwungener Weise erfolgen. Beispielsweise ist im Sinne einer Fußbodenkühlung oder einer Wandkühlung oder einer Deckenkühlung eine Pumpe vorsehbar, welche die erzwungene Konvektion des Kältemittels in entsprechenden Rohren ermöglicht. Selbstverständlich sind hier je nach Art des Kältemittels und entsprechender Anordnung der Notfallkühlung auch andere Verteilmöglichkeiten für das Freigeben und/oder das Verteilen der Kälte im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar.
Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren bei der Erkennung einer Notfallsituation die Kühlvorrichtung ausgeschaltet wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass unabhängig von der tatsächlichen Informationen zur Notfallsituation kein EX-Schutz für die Kühlvorrichtung notwendig ist. Notfallsituationen, welche zumindest zum Teil explosionsgefährdete Situationen darstellen, können auf diese Weise nicht mehr zu einem erhöhten Risiko durch Weiterbetrieb der Kühlvorrichtung führen. Häufig ist es so, dass in einer Notfallsituation durch automatisches Abschalten der Energieversorgung dementsprechend damit zwangsläufig auch automatisch die Kühlvorrichtung ausgeschaltet wird. Selbstverständlich ist jedoch auch eine separate Sensorik vorsehbar, um diese Funktionalität zur Verfügung zu stellen.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Notkühlung für die Kühlung eines Fluchtraums in einer Notfallsituation. Diese Notkühlung weist einen Kältespeicher mit einem darin angeordneten Kältemittel, eine Kühlvorrichtung für das Kühlen des Kältemittels und eine Freigabevorrichtung für die Freigabe der im Kältemittel des Kältespeichers gespeicherten Kälte in den Fluchtraum auf. Damit ist eine erfindungsgemäße Notkühlung insbesondere ausgebildet für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Auf diese Weise bringt die erfindungsgemäße Notkühlung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren erläutert worden sind. Selbstverständlich kann der Kältespeicher vorzugsweise Isolierungen aufweisen, um einen unerwünschten Kälteverlust insbesondere im Standby Betrieb zu reduzieren oder sogar gänzlich zu vermeiden. Auch hier ist darauf hinzuweisen, dass die Schritte des Kühlens des Kältemittels je nach Ausbildung der Kühlvorrichtung direkt oder indirekt über ein weiteres Kühlmedium erfolgen können.
Die erfindungsgemäße Notkühlung lässt sich dahingehend weiterbilden, dass eine Kondensationsvorrichtung, insbesondere in Form wenigstens einer Kondensationsplatte, vorgesehen ist, für die Kondensation von Feuchtigkeit aus der Luft im Fluchtraum mittels der im Kältemittel des Kältespeichers gespeicherten Kälte. Wie bereits erläutert, hängen für die Lebenserhaltungsqualität in einem Fluchtraum die Luftfeuchte und die Temperatur miteinander zusammen. Durch das Vorsehen einer Kondensationsvorrichtung wird die Kälte in örtlich definierter Weise verwendet, um eine zumindest teilweise Entfeuchtung der Luft im Fluchtraum zu gewährleisten. Hier werden die gleichen Vorteile erzielt, wie sie an entsprechender Stelle auch zum erfindungsgemäßen Verfahren erläutert worden sind. Die Kondensationsvorrichtung weist vorzugsweise einen Auffangbehälter für das Kondensat auf, so dass eine Weiterverwendung, insbesondere als Trinkwasser, für das Kondensat möglich wird.
Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Notkühlung die Freigabevorrichtung für die Freigabe der gespeicherten Kälte in dem Fluchtraum zumindest ein Verteilelement für die aktive Verteilung der gespeicherten Kälte aufweist. Ein solches Verteilelement ist hinsichtlich der Ausbildung von entsprechendem Kältemittel bzw. der entsprechenden Art der Verteilung abhängig. So kann bei einer erzwungenen Konvektion des Kältemittels z.B. eine Pumpe eingesetzt werden. Wird die Luft in Kontakt mit dem Kältemittel gebracht kann z.B. ein Gebläse vorgesehen sein.
Bei einer erfindungsgemäßen Notkühlung kann es vorteilhaft sein, wenn als Kältemittel im Kältespeicher wenigstens eines der folgenden verwendet wird:
- Wasser
- Sole
- Trockeneis
Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Unter einer Sole ist dabei eine wässrige Lösung mit gelösten Salzen zu verstehen. Das Wasser kann sowohl als reines Wasser, als auch als Wasser mit Zusätzen z.B. für den Korrosionsschutz verstanden werden.
Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Notkühlung der Kältespeicher als Schichtenspeicher für das Kältemittel ausgebildet ist. Damit wird sichergestellt, dass eine möglichst geringe Vermischung unterschiedlicher Temperaturzonen im Kältespeicher erfolgt. Eine definierte Entnahme auf unterschiedlichen Höhen des Kältespeichers kann auf unterschiedliche Temperaturschichten zugreifen. Damit wird für die nachfolgende Regelung für die Freigabe der Kälte in den Fluchtraum eine noch genauere Temperierung möglich.
Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Notkühlung die Kühlvorrichtung ein eigenes Kühlmedium aufweist, welches über einen Wärmetauscher Kälte an das Kältemittel im Kältespeicher abgeben kann. Auf diese Weise wird die Erzeugung der Kälte von der Weitergabe der Kälte an das Kältemittel nochmals zusätzlich getrennt. So kann ein Teil der Kühlvorrichtung mit dem Kühlmedium sogar außerhalb des Fluchtraums angeordnet sein, um die entsprechende Kälte zu erzeugen. Durch entsprechende Transportvorrichtungen oder Transportleitungen gelangt das gekühlte Kühlmedium in den Wärmetauscher im Kältespeicher und kann dort die Kälte an das Kältemittel abgeben. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich also um eine indirekte Kühlmöglichkeit des Kältemittels.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 · eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Notkühlung,
Fig. 2 die Ausführungsform der Fig. 1 während des Freigebens der Kälte, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Notkühlung und
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Notkühlung.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Notkühlung 10. Diese ist zumindest zum Teil innerhalb eines Fluchtraums 100 in einem Bergbaubetrieb oder in einem Tunnelbaubetrieb angeordnet. Eine Kühlvorrichtung 30 ist zumindest teilweise außerhalb des Fluchtraums 100 angeordnet und kann hier in direkter Weise Kältemittel 22 in einem Kältespeicher 20 kühlen. Um den Kälteverlust in den Fluchtraum 100 so gering wie möglich zu halten, ist bei dieser Ausführungsform eine Isolierung 24 vorgesehen.
Wird nun eine Notfallsituation erkannt, können die Klappen 26 geöffnet werden und insbesondere auch ein Verteilelement 52 einer Freigabevorrichtung 50 eine aktive erzwungene Konvektion der Luft im Fluchtraum 100 ermöglichen. Damit kann das Erkennen der Notfallsituation z.B. durch das manuelle Öffnen der Klappen 26 erfolgen. Jedoch sind auch andere, insbesondere automatisierte Erkennungsmöglichkeiten der Notfallsituation denkbar.
Fig. 3 zeigt eine Variante einer Notkühlung 10. Hier erfolgt eine indirekte Kühlung des Kältemittels 22 im Kältespeicher 20. Über einen Wärmetauscher 34 kann die erzeugte Kälte von einem Kühlmedium 32 der Kühlvorrichtung 30 an das Kältemittel 22 abgegeben werden.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3 ist darüber hinaus zu erkennen, dass das Freigeben und vor allem das Verteilen der gespeicherten Kälte wie bei einer Art Fußbodenkühlung als Freigabevorrichtung 50 erfolgt. Da hier eine flüssige Form für das Kältemittel 22 vorgesehen ist, kann als Verteilelement 52 eine Pumpe eingesetzt werden.
Die Fig. 4 zeigt eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Notkühlung. Hier ist eine Kondensationsvorrichtung 40 vorgesehen, welche wie eine Wandkühlung zusätzlich auf dem Kondensieren der Luftfeuchtigkeit dient. Die als Kondensationsplatte ausgebildete Kondensationsvorrichtung 40 ermöglicht darüber hinaus mit einem Auffangbehälter 44 das Auffangen des Kondensats 42. Das Kondensat 42 kann dann weiteren Verwendungen, insbesondere als Trinkwasser zugeführt werden.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezu gsze iche n l iste
10 Notkühlung
20 Kältespeicher
22 Kältemittel
24 Isolierung
26 Klappe
30 Kühlvorrichtung
32 Kühlmedium
34 Wärmetauscher
40 Kondensationsvorrichtung
42 Kondensat
44 Auffangbehälter
50 Freigabevorrichtung
52 Verteilelement
100 Fluchtraum

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Verfahren für die Kühlung eines Fluchtraums (100) mittels einer Notkühlung (10) in einer Notfallsituation, aufweisend die folgenden Schritte:
- Kühlen eines Kältemittels (22) in einem Kältespeicher (20) mit einer Kühlvorrichtung (30),
- Erkennen einer Notfallsituation,
- Freigeben der im Kältemittel (22) des Kältespeichers (20) gespeicherten Kälte in den Fluchtraum (100).
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Kühlens des Kältemittels (22) vor oder im Wesentlichen vor dem Eintreten der Notfallsituation erfolgt und/oder der Schritt des Freigebens der gespeicherten Kälte bei oder nach dem Eintreten der Notfallsituation erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass in einer Notfallsituation in welcher zumindest teilweise noch eine Energieversorgung für die Kühlvorrichtung (30) besteht, der Schritt des Kühlens des Kältemittels (22) weiter, insbesondere parallel zum Schritt des Freigebens der gespeicherten Kälte, erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum Freigeben der gespeicherten Kälte eine Reduktion der Luftfeuchtigkeit mit der gespeicherten Kälte, insbesondere mittels Kondensation an einer Kondensationsvorrichtung (40), erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der
Verwendung einer Kondensationsvorrichtung (40) das flüssige Kondensat (42) aufgefangen und insbesondere als Not-Trinkwasser zur Verfügung gestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass als Kältemittel (22) Wasser verwendet wird, welches in einer Notfallsituation zusätzlich als Trinkwasser zur Verfügung steht.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Freigeben der Kälte durch wenigstens einen der folgenden Mechanismen erfolgt:
- Freie und/oder erzwungene Konvektion der Luft im Fluchtraum (100), - Freie und/oder erzwungene Konvektion des Kältemittels (22).
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass bei der Erkennung einer Notfallsituation die
Kühlvorrichtung (30) ausgeschaltet wird.
9. Notkühlung (10) für die Kühlung eines Fluchtraums (100) in einer
Notfallsituation, aufweisend einen Kältespeicher (20) mit einem darin angeordneten Kältemittel (22), eine Kühlvorrichtung (30) für das Kühlen des Kältemittels (22) und eine Freigabevorrichtung (50) für die Freigabe der im Kältemittel (22) des Kältespeichers (20) gespeicherten Kälte in den
Fluchtraum (100).
10. Notkühlung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kondensationsvorrichtung (40), insbesondere in Form wenigstens einer Kondensationsplatte, vorgesehen ist für die Kondensation von Feuchtigkeit aus der Luft im Fluchtraum (100) mittels der im Kältemittel (22) des
Kältespeichers (20) gespeicherten Kälte.
11. Notkühlung (10) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Freigabevorrichtung (50) für die Freigabe der gespeicherten Kälte in den Fluchtraum (100) zumindest ein Verteilelement (52) für die aktive Verteilung der gespeicherten Kälte aufweist.
12. Notkühlung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch
gekennzeichnet, dass als Kältemittel (22) im Kältespeicher (20) wenigstens eines der folgenden verwendet wird:
- Wasser
- Sole
- Trockeneis
13. Notkühlung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kältespeicher (20) als Schichtenspeicher für das Kältemittel (22) ausgebildet ist. 14. Notkühlung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (30) ein eigenes Kühlmedium (32) ausweist, welches über einen Wärmetauscher (34) Kälte an das Kältemittel (22) im Kältespeicher (20) abgeben kann.
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