[发明专利]氧气减少系统的控制和调节系统

说明书

本发明涉及一种氧气减少系统的控制和调节系统，包括至少一个惰性气体发生器(30a、30b)、至少一个氧气浓度传感器(31a、40)、至少一个用于释放惰性气体的致动器(32、33、41)，其中所述控制和调节系统包括多个信号连接的控制器模块(22、24)，每个控制器模块被配置或能够配置成使得能够执行一个或多个调节功能，其中所述调节功能分散地分配到至少两个信号连接的控制器模块(22、24)。

本发明涉及一种氧气减少系统的控制和调节系统。本发明还涉及一种具有这种控制和调节系统的氧气减少系统以及一种用于控制和/或调节氧气减少系统的方法。

实际上，氧气减少系统经常用于防止和避免火灾。这些系统能够将受保护区域内的氧含量降低到低于材料的可燃性极限的水平。通过将惰性气体或富含惰性气体的空气(特别是氮气或富含氮气的空气)送入受保护区域中，来降低氧气浓度。因此，调节惰性气体或富含惰性气体的空气与氧气的比率，以便使得受保护区域内的空气的氧气含量降低。在这样做时，仍然有足够的氧气使人们能够留在受保护区域中。

提供各种部件来控制这种氧气减少系统。惰性气体源(例如惰性气体发生器)构成氧气减少系统的关键部件。这种惰性气体发生器在本申请中在下文中被描述为氮气发生器，其通常将压缩的环境空气分离成富氮气流和富氧气流。富氮气流可以具有例如在90.0％和99.9％之间的氮含量，并且用于降低受保护区域中的氧含量。这种氮气发生器的操作可以基于膜气分离或变压吸附(例如PSA变压吸附或VPSA真空变压吸附)的原理。此外，控制氧气减少系统需要至少一个确定受保护区域中的氧含量的氧气浓度传感器。最后，通常设置至少一个致动器(例如阀或继电器)，用于接通和断开指派给氮气发生器的压缩机，以便控制将所生成的氮气或富氮空气分别引入到受保护区域中。氧减少系统的附加可选部件例如是视觉或听觉报警装置，以便在报警的情况下警告附近的人员，例如如果受保护区域中的氧气浓度下降到阈值以下。

为了达到预定的氧气水平，通常调节氧气减少系统的各个部件。通常为此设置控制中心，其一方面连接到氮气发生器并根据需要调节氮气的生成。另一方面，控制中心与氧气浓度传感器相连，以便处理它们确定的值，并将相应的氮的体积需求传达给氮气发生器。控制中心可以彼此独立地调节多个受保护区域，其中每个受保护区域被指派一个或多个氮气发生器，并且一个或多个氧气浓度传感器位于每个受保护区域中。此外，控制中心耦合到多个致动器，以便控制所生成的氮气分配到受保护空间中。

随着氧气减少系统的复杂性增加，例如在具有大的受保护区域或大量受保护区域的建筑物中(例如在工厂、仓库和档案馆中)，挑战变成安全且可靠地控制氧气减少系统的所有部件。控制中心必须设计成具有高计算能力和众多接口，以适合多个连接的氮气发生器、氧气浓度传感器和致动器；此外，随着系统尺寸的增加，安装和维护以及故障排除在失灵情况下变得非常复杂。即使只是有时在所有部件和控制中心之间铺设非常长的电源和信号线也是劳动和成本密集型的。随着线路数量的增加和线路长度的增加，对于蠕变(creeping)中断或蠕变短路的所有供电线路的符合标准的线路监视也更难以实现。改造和扩展氧气减少系统还在布线和重新配置方面造成复杂的任务。在目前的时间点控制氧气减少系统中另外构成的挑战是实施有效的能量管理和防火法规所要求的高度系统稳定性。

因此，本发明的任务是提供一种氧气减少系统的控制和调节系统，其提供了降低的制造、安装和维护成本，确保了更大的系统稳定性和改进的能量管理，并且是可灵活适应和可扩展的。

本发明的另一任务是，提供一种具有这种控制和调节系统的氧气减少系统以及一种用于该氧气减少系统的运行方法。

根据本发明，对于控制和调节系统，该任务通过权利要求1的主题来解决，对于氧减少系统和操作方法，该任务通过权利要求15和16的主题来解决。