-
Die
Erfindung betrifft eine Luftabzugseinrichtung sowie ein Verfahren
zu deren Steuerung.
-
Allgemein
bekannt sind Ablufthauben, die entstehende Gase, Stoffe, Gerüche und
dergleichen absaugen und so die Raumluftatmosphäre weitgehend sauber halten.
Solcher Art Ablufthauben sind vornehmlich in Küchen über den Kochstellen (Herde) angeordnet,
können
aber auch anderweitig eingesetzt werden, wie beispielsweise als
Abzug in Werkstätten,
Labors und dergleichen.
-
Bei
den herkömmlichen
Ablufthauben besteht die entwicklungsseitige Zielstellung darin,
unerwünschte
Gase, Stoffe und Gerüche
möglichst
vollständig
abzusaugen. Demgemäss
werden Lüfterleistung
und Luftdurchsatz ständig
erhöht.
-
Bei
der Verwendung solcher Ablufthauben in kleineren Räumen, wie
Küchen,
steht die Abluftmenge in einem Missverhältnis zum Volumen des Raumes.
Beim Betrieb der Ablufthauben entsteht ein Unterdruck, der wieder
ausgeglichen werden muss. Es ist bekannt, Ablufthauben mit einem
Fensterkontakt zu kombinieren, so dass diese nur bei geöffnetem Fenster
betrieben werden können.
Diese Lösung scheidet
aus, wenn eine fensterlose Küche
vorhanden ist. Weiterhin kann bei einem zu kleinen Fenster oder
bei einer Anordnung des Fensters auf der Wind abgewandten Seite
eines Gebäudes
bereits ein Unterdruck entstehen.
-
Problematisch
ist der Betrieb herkömmlicher Ablufthauben
auch dann, wenn im gleichen oder einem benachbarten Raum ein Verbraucher
mit offener Flamme betrieben wird. Der durch die Ablufthaube erzeugte
Unterdruck führt
zu Sauerstoffmangel im Bereich der Flammen und damit zu Parameterabweichungen
und/oder Fehlfunktionen des Gerätes.
-
Problematisch
ist dies, wenn solche Verbraucher mit einem eigenen Abluft- bzw.
Rauchgasschornstein versehen sind. Durch den im Raum vorhandenen
Unterdruck kann sich im Abgasschornstein die Strömungsrichtung umkehren, so
dass Verbrennungsgase in den Raum einströmen. Bei leistungsstarken Ablufthauben
kann dies sogar dann eintreten, wenn im Raum zwar Fenster geöffnet sind, diese
jedoch zu wenig Luft zuführen.
Insbesondere beim Betrieb von Raumheizern (Öfen) mit flüssigen und festen Brennstoffen
ist der Austritt von Rauchgasen in den Raum mit unangenehmen Erscheinungen verbunden.
Neben CO und CO2 werden auch Produkte von
Verschwelungsprozessen, Schwebstoffe und eventuell auch Ascheteilchen
im Raum verteilt. Neben Gesundheitsgefährdungen bedeutet dies auch
eine Verschmutzung des Raumes.
-
Ist
der externe Verbraucher gasbetrieben, kann es zum Erlöschen der
Flamme kommen. Dabei kann weiterhin Gas austreten. Weiterhin kann
im Raum eine Konzentration von Fluor-Kohlenwasserstoffen entstehen,
die bei entsprechender Konzentration nachteilige gesundheitliche
Wirkungen erzeugt.
-
Bekannt
sind Luftabzugseinrichtungen in der Form so genannter Ablufthauben,
die mit Messeinrichtungen ausgestattet sind und so einen automatischen
Betrieb ermöglichen
sollen. So ist aus
DE
25 18 750 B2 eine solche Einrichtung bekannt, die Temperaturfühler besitzt
und in Abhängigkeit
von deren Messergebnissen gesteuert wird. Aus
DE 76 33 882 U1 ist eine
Anordnung mit Feuchtigkeitsmessfühler bekannt,
die gleichfalls einen automatischen Betrieb ermöglichen soll.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Anordnung und ein Verfahren zur Steuerung
von Luftabzugseinrichtungen vorzuschlagen, die bei Austritt von
Rauchgasen (CO; CO2), Schwelgasen, Schwebstoffen,
FCKW und dergleichen auf die Luftabzugseinrichtungen einwirkt und
dabei die oben erwähnten Nachteile
sicher vermeidet.
-
Die
Lösung
der Aufgabe liegt in einer Anordnung zur Steuerung einer Luftabzugseinrichtung
gemäß Anspruch
1.
-
Eine
Luftabzugseinrichtung an sich bekannter Art, die zumindest aus einem
Gehäuse,
einem in das Gehäuse
integrierten Lüfter
mit Lüftermotor
und einer Steuer- bzw. Regeleinrichtung versehen sowie mit einem
Abluftkanal verbunden ist, wird mit einer Antriebssteuereinheit
ausgestattet, die Signale wenigstens einer Gas-Messeinrichtung erfasst.
Verbrennungsgase, wie CO und/oder CO2 und/oder
Anteile der genannten Gase in Gasgemischen und/oder Brenngase und/oder
Schwebstoffe (Rauch-; Schwelgase; Ascheteilchen) oder FCKW werden
festgestellt und/oder betragsmäßig erfasst
und entsprechende Signale an die Luftabzugseinrichtung gesendet.
Die Betriebsparameter der Luftab zugseinrichtung werden mit Hilfe
der Antriebssteuereinheit in Abhängigkeit
der übermittelten
Signale eingestellt.
-
Die
Antriebssteuereinheit ist als Ausweite- und/oder Steuereinrichtung
ausgeführt.
Sie übernimmt
die Signale, verarbeitet diese durch Soll-Ist-Vergleich oder durch
Bearbeitung mit Hilfe fest installierter Algorithmen und leitet
daraus die erforderlichen Steuersignale ab. Mit Hilfe entsprechend generierter
Steuersignale kann die Luftabzugseinrichtung in der Leistung variiert
oder auch stillgesetzt werden. Die Ausweite- und/oder Steuereinrichtung kann
auch eine Verarbeitung von Signalen durch Vergleich mit Wertebereichen
und/oder durch Vergleich mit Wertebereichen unterschiedlicher Messgrößen oder
durch Soll-Ist-Vergleich in Verbindung mit Wertebereichen verarbeiten
und daraus die notwendigen Steuersignale ableiten. Damit ist es
möglich,
die Betriebsparameter der Luftabzugseinrichtung zu optimieren.
-
Wird
eine Messeinrichtung eingesetzt, die den Gehalt der Umgebungsluft
mit CO ermittelt, kann die Entstehung dieses Gases frühzeitig
erkannt und die Luftabzugseinrichtung notfalls sogar stillgesetzt werden.
Damit kann ein rechtzeitiger Eingriff in deren Betriebsregime bereits
zu einem Zeitpunkt erfolgen, bei dem ein nennenswerter Unterdruck
im Raum noch nicht entstanden ist. Vorteilhaft ist dabei eine Anordnung
der Messeinrichtung in unmittelbarer Nähe der mit offener Flamme betriebenen
Verbraucher, wie offene Kamine, Öfen
für feste
oder flüssige Brennstoffe,
Gasthermen, Heizkessel und dergleichen.
-
Es
ist weiterhin möglich,
die Messeinrichtungen für
Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2) getrennt
voneinander anzuordnen, da CO2 sich vorzugsweise
am Boden ablagert und deshalb mit einer hoch angeordneten Messeinrichtung
nur verzögert erfassbar
ist. Kohlenmonoxid hingegen vermischt sich mit Luft und sollte deshalb
zweckmäßig nahe des
Entstehungsortes erfasst werden.
-
Wird
die Luftabzugseinrichtung mit einer Messeinrichtung zur Erfassung
von Fluorkohlenwasserstoffen ausgestattet, kann auf diese Weise
eine erhöhte
Konzentration dieser Stoffe erfasst und anders als bei den vorgenannten
Gasen/Stoffen die Luftabzugseinrichtung mit dem Ziel der Konzentrationsverminderung
in Betrieb gesetzt werden.
-
Die
Luftabzugseinrichtung kann ferner mit weiteren Messeinrichtungen
ergänzt
werden. Diese können
beispielsweise den Luftdruck im Raum, eine Druckdifferenz zwischen
dem Luftdruck im Raum und einem neutralen Bezugsraum, die Stellung
für die Frischluftzufuhr
wichtiger baulicher Einrich tungen, wie Fenster, Türen oder
Klappen zusätzlich
erfassen. Die entsprechenden Signale werden durch die Ausweite-
und/oder Steuereinrichtung mit verarbeitet. Die Messeinrichtungen
sind dabei entweder mit der Luftabzugseinrichtung verbunden oder
von dieser räumlich
abgesetzt. Die Messeinrichtungen übermitteln die Signale entweder
drahtgebunden oder drahtlos.
-
Die
Messeinrichtungen können
neben dem eigentlichen Messelement weitere Funktionen haben, wie
beispielsweise eine Verarbeitung und Aufbereitung der Signale zu
einem genormten und/oder störsicheren
Signal. Ebenso können
die Messeinrichtungen mit Funktionen ausgestattet sein, die ein
diskontinuierliches Übertragen
der Signale erlauben, die Signale nur bei Anforderung durch die
Ausweite- und/oder Steuereinrichtung übertragen und/oder Signale
mit unterschiedlichen Prioritäten
in Abhängigkeit von
den ermittelten Messwerten erzeugen und übertragen.
-
Soweit
die Messeinrichtungen selbst in der Lage sind, Signale mit den notwendigen
Informationsgehalten zu erzeugen, kann die Ausweite- und/oder Steuereinrichtung
in ihrem Aufbau soweit vereinfacht werden, dass sie nach der Art
einer Torschaltung lediglich noch die ankommenden Signale empfängt und
die Steuersignale an die Luftabzugseinrichtung weiterleitet.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform
ist die Luftabzugseinrichtung mit einer manuell bedienbaren Steuereinheit
zusätzlich
ausgerüstet,
wobei die Prioritäten
der vorhandenen Einrichtungen in einem weiten Bereich eingestellt
werden können.
So kann die manuelle Steuerung absolute Priorität erhalten oder auch einer
Messeinrichtung, wie beispielsweise der CO-Messeinrichtung die höchste Priorität zugewiesen
werden.
-
Eine
Ausführungsform
der Luftabzugseinrichtung ist mit einer zusätzlichen Anzeigeeinheit ausgestattet.
Diese bezieht die für
die Anzeige erforderlichen Steuersignale entweder von der Auswerte- und/oder Steuereinrichtung
oder direkt von den Messeinrichtungen.
-
Ebenso
kann allein oder neben einer Anzeigeeinheit eine Signaleinrichtung
vorhanden sein, die ein akustisches Signal aussendet. Ein solches
Signal kann bereits einige Zeit vor dem Einwirken der Ausweite-
und/oder Steuereinheit auf die Luftabzugseinrichtung ausgesendet
werden. So ist eine frühzeitige optische
und/oder akustische Warnung möglich,
auf deren Grundlage Personen zunächst über Unregelmäßigkeiten
informiert werden und beispielsweise ein Fenster, eine Tür oder eine
Klappe zwecks Vermeidung eines Unterdrucks öffnen können.
-
Die
Anzeigeeinrichtung kann dem Bediener Informationen hinsichtlich
Einstellwerten, Sollgrößen und
vorhandene Ist-Werte geben. Sie kann ebenso in der Art einer Menüführung bei
manueller Bedienung Hinweise auf notwendige Bedienerhandlungen vermitteln.
-
Die
erfindungsgemäße Luftabzugseinrichtung
ist in allen Fällen
anwendbar, in denen im gleichen Raum oder in atmosphärisch verbundenen
Nebenräumen
Verbraucher betrieben werden, die mit offener Flamme arbeiten und
bei denen die Gefahr besteht, dass schädliche oder als nachteilig
empfundene Wirkungen beim Betrieb der Luftabzugseinrichtung eintreten
bzw. die Flammen selbst zum Erlöschen
kommen.
-
Die
Luftabzugseinrichtung wird vorzugsweise in so genannte Ablufthauben
integriert, wie sie beispielsweise als Wrasenabzug über den
in Küchen vorhandenen
Kochstellen eingesetzt werden. Der Einsatz ist jedoch nicht darauf
beschränkt.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
beruht darauf, dass unter Verwendung der oben beschriebenen Luftabzugseinrichtung
mit Hilfe der vorhandenen Messeinrichtung zur Ermittlung schädlicher
Gase oder von Schwebstoffen Signale (Messergebnisse) abgefragt werden,
diese in einer Auswerte- und/oder Steuereinrichtung
verarbeitet und in Folge der Verarbeitung Steuersignale erzeugt
werden, mit denen auf die Luftabzugseinrichtung eingewirkt wird.
Die Einwirkung kann in der Einstellung von Betriebsparametern oder
auch im Stillsetzen der Luftabzugseinrichtung bestehen. Das Verfahren
kann auch die Erfassung weiterer Signale, wie Druck, Druckdifferenz oder
die Erfassung der Stellung von Fenstern, Türen oder Klappen einschließen. Die
ermittelten Signale können
mit verschiedenen Prioritäten
ausgestattet oder danach mit unterschiedlicher Rangordnung verarbeitet
werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es,
die Signale diskontinuierlich abzufragen und zu verarbeiten.
-
Weiterhin
kann die Erzeugung von Steuersignalen mit einer zeitlichen Verzögerung (Trägheit) erfolgen,
so dass in den unabhängigen
Verbrauchern vorhandene Regeleinrichtungen nicht durch das Betriebsverhalten
der Luftabzugseinrichtung beeinflusst werden.
-
Die
Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
-
Eine
Luftabzugseinrichtung ist mit einer Abluftleitung (1) ausgestattet,
deren Luftstrom (2) ins Freie geleitet wird. Ein Lüfter (3)
mit elektromotorischem Antrieb fördert
die Umgebungsluft in die Abluftleitung (1). Ein Gehäuse (4)
umgibt die Öffnung der
Abluftleitung (1) und ist vorzugsweise als Luft sammeleinrichtung
in Haubenform ausgeführt.
Wenigstens die Abluftleitung (1) führt durch eine Wand (5).
-
In
direkter Verbindung mit dem Antriebsmotor ist eine Ausweite- und/oder
Steuereinrichtung (6) angeordnet, wobei diese vorzugsweise
in relativer Nähe
zum Lüfter
(3) platziert ist. Die Auswerte- und/oder Steuereinrichtung (6)
erhält
wenigstens von einer Messeinrichtung (7), die in der Lage
ist, Anteile bestimmter Gase, wie CO und/oder CO2,
FCKW in der Umgebungsluft zu erfassen, Signale. Aus den Signalen
erzeugt sie durch Verarbeitung Steuersignale für den Lüfter (3), wobei diese
im Wesentlichen nach einem Modus erzeugt werden, bei dem ein Abweichen
der Signale von einem Sollwert, eine Über- oder Unterschreitung eines
Sollwertes oder ein Verlassen eines zulässigen Wertebereiches zur Einflussnahme auf
den Lüfter
(3) führt,
wobei dieser entweder in seiner Förderleistung reduziert, stillgesetzt
oder auch in Betrieb genommen werden kann.
-
Die
Ausweite- und/oder Steuereinrichtung (6) kann mit Schwellenwertfunktionen
ausgestattet sein. Danach wird ein Steuersignal dann erzeugt, wenn
wenigstens ein Schwellenwert über-
oder unterschritten ist. Sie kann weiterhin mit einem Mikrorechner
ausgestattet sein, der anhand fest einprogrammierter Algorithmen
Signale abfragt, diese verarbeitet und daran anschließend Steuersignale
erzeugt. Eine solche intelligente Ausweite- und/oder Steuereinrichtung
hat den Vorteil, dass räumliche Verhältnisse,
Reaktionszeiten der Messeinrichtungen und/oder Messgrößen und
auch Reaktionen in der Umgebung, im gleichen Raum vorhandener, mit offener
Flamme arbeitender Verbraucher mit einbezogen werden können. Eine
mit hoher Priorität
arbeitende Steuerung der Luftabzugseinrichtung kann dazu führen, dass
in anderen Verbrauchern vorhandene Steuer- oder Regeleinrichtungen
ungünstig
beeinflusst werden.
-
Die
Ausweite- und/oder Steuereinrichtung (6) kann ferner Signale
einer weiteren Messeinrichtung (8) erfassen, die Signale
zum Luftdruck bzw. zu Druckunterschieden zwischen Aufstellungsraum
der Luftabzugseinrichtung und einem unter normalem Luftdruck stehenden
Normal erfassen. Die Ausweite- und/oder Steuereinrichtung (6)
kann ferner Signale einer Messeinrichtung (9) erfassen,
die Aussagen über
Schwebstoffe, Rauch und dergleichen liefert, wie die bekannten Rauchmelder.
-
Ebenso
kann eine Messeinrichtung (10), die Informationen über die
Stellung von Fenstern, Türen, Klappen
und dergleichen liefert, zusätzlich
angeordnet sein.
-
Die
Messeinrichtungen können
im Gehäuse der
Luftabzugseinrichtung oder von derselben abgesetzt angeordnet sein.
Vorteilhaft ist eine Anordnung von Messeinrichtungen in der Nähe anderer Verbraucher,
deren Betriebsverhalten durch die Luftabzugseinrichtung beeinflusst
werden kann. Damit wird die Reaktionszeit verkürzt.
-
Die Übertragung
der Signale kann drahtgebunden oder drahtlos, kontinuierlich oder
diskontinuierlich oder auf Anforderung durch die Ausweite- und/oder
Steuereinrichtung (6) erfolgen. Falls notwendig, können die
Messeinrichtungen als so genannte intelligente Messeinrichtungen
bereits aufbereitete oder normierte Signale liefern, wobei Ausweite-
und/oder Steuerfunktionen bereits mit wahrgenommen werden können. Werden
ausnahmslos intelligente Messeinrichtungen eingesetzt, kann sich die
Funktionalität
der Ausweite- und/oder Steuereinrichtung (6) auf die einer
so genannten Torschaltung reduzieren und diese nimmt lediglich noch
eine Umsetzung der Befehle vor.
-
Vorteilhaft
ist die zusätzliche
Anordnung einer manuellen Bedieneinheit (11) an der Luftabzugseinrichtung.
Diese kann auf die Ausweite- und/oder Steuereinrichtung (6)
einwirken oder auch diese überbrücken. Ferner
können
beide Einrichtungen mit unterschiedlichen Prioritäten ausgestattet
sein, so dass entweder manuell eingegebene Befehle oder die Signale
verschiedener Messeinrichtungen höher bewertet werden.
-
Es
ist ferner möglich,
eine Signaleinheit (12) mit der Auswerte- und/oder Steuereinrichtung
(6) zu kombinieren. Diese ermöglicht die Anzeige von Betriebszuständen, aber
auch Angaben über
Parameterabweichungen, Fehlerzustände sowie von Nebenfunktionen,
wie beispielsweise eine manuelle Programmierung im interaktiven
Dialog.
-
Ebenso
kann allein oder auch zusätzlich
zu einer optisch wirkenden Signaleinheit eine akustische Signaleinheit
(13) angeordnet sein. Damit ist eine Signalwirkung auch
dann zu erreichen, wenn Personen nicht unmittelbar an der Abzugseinheit
tätig sind.
-
Ist
eine Luftabzugseinrichtung (14) so angeordnet, dass im
gleichen (15) oder einem Nebenraum (16) eine offene
Feuerstelle (17) vorhanden ist, kann eine als Gas- oder
Rauchsensor arbeitende Messeinrichtung (18) in unmittelbarer
Nähe dieser
Feuerstelle angeordnet sein. Die Messeinrichtung (18) ist vorzugsweise
für die
Erfassung von Kohlenmonoxid (CO) und/oder Trübungen durch Rauchgas bzw. Ascheteilchen
ausgelegt. Damit wird die Ansprechzeit der Luftabzugseinrichtung
(14) wesentlich verkürzt.
-
Die
Messeinrichtung (18) kann alternativ oder in Kombination
die Gase CO, CO2 oder Trübungen der Atmosphäre durch
Rauchgase bzw. Ölnebel erfassen.
-
Eine
weitere Messeinrichtung (19) kann in Bodennähe angeordnet
sein und dient vorzugsweise der Erfassung von Kohlendioxid (CO2).