DE4237902A1 - Abzug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Abzug mit einem Gehäuse mit Lufteinströmöffnung, dessen Innenraum über einen Luft­ sammelkanal an eine Entlüftungsanlage anschließbar ist.

Ein derartiger Abzug, der beispielsweise aus dem DE-GM 91 06 899 und der DE-OS 40 36 845 bekannt ist, verlangt einen konstanten oder geregelten Volumenstrom, da sonst mit einer Fehlfunktion zu rechnen ist.

Es gibt allerdings eine Reihe von Fehlerquellen, die in der Praxis einen derartigen konstanten oder geregelten Volu­ menstrom verhindern. Diese Fehlerquellen sind unter anderem in schwankenden unter- oder überdimensionierten Entlüftungs­ anlagen, der Korrosion durch die Abluft und darin zu sehen, daß für entsprechende Volumenstrommessungen keine ausrei­ chenden Beruhigungsstrecken nach DIN 1952 zur Verfügung stehen.

Früher wurden als Strömungsindikatoren Wollfäden einge­ setzt, mittlerweile verlangt die für Abzüge gültige DIN 12 924 jedoch eine optische und akustische Überwachung der Abluftmenge. Bislang wird diese Abluftmenge auf der Baustel­ le, d. h. beim Einbau des Abzuges eingestellt, was mit den oben angegebenen Problemen verbunden ist.

Eine genaue Messung der Luftvolumenströme muß insbeson­ dere der Schwierigkeit Rechnung tragen, daß sie ohne ausrei­ chende Beruhigungsstrecken auskommen muß und auch bei ungün­ stigen An- und Abströmbedingungen erfolgen muß. Derartige Randbedingungen, die die Meßsignale beeinflussen können, sind vom Hersteller eines Abzuges nicht beeinflußbar, da sie die Anschlußbedingungen betreffen, unter denen der Abzug an die Entlüftungsanlage angeschlossen wird.

In Standardsituationen wird bisher der Volumenstrom auf folgende Weise gemessen:

• a) Messung am Schiebefenster, das an der offenen Seite des Abzugsgehäuses angeordnet ist.

Dieses Verfahren ist zeitraubend und ungenau, da die gemessene Luftströmungsgeschwindigkeit über die gesamte Fläche der Einströmöffnung integriert werden muß. Weiterhin ist es für eine derartige Messung notwendig, daß Spalten oder Bypässe abgedichtet werden, über die Fehlvolumenströme entstehen können. Schließlich muß die Messung an mehreren Punkten wiederholt werden und muß der Summenmeßwert inte­ griert werden. Die Meßgenauigkeit liegt bei einem derartigen Verfahren bei ± 20%, da die Einströmverhältnisse nicht genau wiederholbar sind. Weiterhin sind Störungen aufgrund von Umwelteinflüssen gegeben.

• b) Messung in der Entlüftungsanlage.

Bei dieser Art der Messung besteht die Schwierigkeit der Zugänglichkeit und muß nach den Vorschriften der DIN gleichfalls eine Vielpunktmessung durchgeführt werden, da das genaue Strömungsprofil aufgrund der oben genannten Rand­ bedingungen nicht klar ist. Die DIN 1952 fordert eine ca. 20fache Beruhigungsstrecke des Rohrdurchmessers, was in der Praxis nie gegeben ist und zu hohen Ungenauigkeiten führt.

• c) Statische Druckmessung am Anschlußstutzen des Ab­ luftkanals der Entlüftungsanlage.

Bei dieser Art der Messung, die Stand der Technik bei Abzugsfunktionsanzeigen ist, ist eine Druckentnahmebohrung am Ende des Anschlußstutzens der Entlüftungsanlage angeord­ net.

Nachteilig bei dieser statischen Druckmessung ist je­ doch die starke Abhängigkeit von den Anschlußparametern, da sich bei ungünstiger Anordnung Abweichungen von bis zu 100% ergeben können. Derartige ungünstige Anordnungen sind Aus­ bildungen des Abluftkanals mit Bögen, Bögen mit Versatz, Bögen mit Stellklappe und Bögen mit Versatz und Stellklappe. Das heißt, daß aufgrund der räumlichen Situation die An­ schlüsse meist strömungsungünstig ausgeführt werden und an der Übergangsstelle zwischen dem Luftsammelkanal des Abzuges und dem Abluftkanal oder Abluftstutzen der Entlüftungsanlage meist Umlenkungen oftmals über mehrere Ebenen sowie Stell­ klappen vorgesehen sind. Aufgrund der unmittelbaren Nähe der Druckmeßstelle zu diesen Störobjekten treten starke Schwan­ kungen auf, die bis zu ± 20% erreichen können.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, einen Abzug der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine exakte Messung des Volumenstromes auch bei fehlenden ausreichenden Beruhigungsstrecken und bei ungünstigen An- und Abströmbedingungen möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Aus­ bildung gelöst, die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben ist.

Der erfindungsgemäße Abzug ist aufgrund dieser Ausbil­ dung mit einer anschlußunabhängigen integrierten Meßstelle versehen, mit der er in der Praxis ausgemessen werden kann, wobei mit Hilfe einer in einer Kalibriervorrichtung genom­ menen Kennlinie aus den Meßwerten der Drucksensoren der Volumenstrom ermittelt werden kann.

Besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele einer der­ artigen Kalibriervorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Verwendung einer derartigen Kalibriervorrichtung bei dem erfindungs­ gemäßen Abzug, d. h. ein Arbeitsverfahren, das in Verbindung mit der Verwendung von vorkalibrierten Drucksensoren bei dem erfindungsgemäßen Abzug eine exakte Messung des Volumenstro­ mes und somit einen konstanten oder geregelten Volumenstrom erlaubt. Die Kalibrierungsvorrichtung kann bei der Herstel­ lung des Abzuges sowie während Wartungsarbeiten eingesetzt werden.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 den Luftsammelkanal eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Abzuges mit den daran vorgesehenen Druckmeßstellen,

Fig. 2 den Luftsammelkanal und den daran angeschlosse­ nen Abluftkanal einer Entlüftungsanlage mit den in herkömmli­ cher Weise angeordneten Meßstellen,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines üblichen Abzuges und

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung.

Ein üblicher Abzug, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, besteht aus einem Gehäuse 1, das auf einem Sockel 9 angeord­ net ist und an einer Seite offen ist. Im Inneren des Gehäu­ ses 1 befindet sich der Arbeitsraum 2, der an der offenen Seite des Gehäuses 1 mit einem Schiebefenster 3 geschlossen werden kann. Die Haupteinströmöffnung 4 befindet sich zwi­ schen der Unterkante des Schiebefensters 3 und der Vorder­ kante des Gehäuses 1. An der Vorderseite des Gehäuses 1 sind weitere Bypässe für Nebenluft vorgesehen. Der Innenraum 2 des Gehäuses 1 ist über einen Abluftsammelkanal 6 und einen Anschluß mit Stellklappe 7 mit dem Abluftkanal 8 einer Ent­ lüftungsanlage verbunden.

Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ist der Luftsammelka­ nal 6 des Abzugs über mindestens zwei Bohrungen 11 oder einen Schlitz mit dem Innenraum 2 des Abzugs verbunden. Auf der gegenüberliegenden Seite ist wenigstens ein Stutzen vorgesehen, mit dem der Luftsammelkanal 6 mit dem Anschluß­ stutzen der Entlüftungsanlage verbunden ist, in dem sich die Stellklappe 7 befindet.

Gemäß Fig. 2 ist üblicherweise ein zu Drucksensoren führender Druckschlauch 10 mit zwei Standardanschlußstellen zur Druckmessung am Ansaugstutzen der Entlüftungsanlage in der Nähe der Stellklappe 7 vorgesehen, was den Nachteil hat, daß diese Ausbildung der Meßanordnung abhängig von den je­ weiligen Anschlußverhältnissen der Entlüftungsanlage ist.

Fig. 1 zeigt den Luftsammelkanal bei einem Ausführungs­ beispiel des erfindungsgemäßen Abzugs. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, sind Druckmeßstellen 12 zwischen der An­ saugseite, d. h. den in den Abzugsinnenraum 2 führenden Boh­ rungen 11 und der Absaug- oder Abluftseite vorgesehen, die zur Entlüftungsanlage führt. Vorzugsweise sind die Meßstel­ len 12 nahe an der Ansaugseite angeordnet, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

Die Meßstellen 12 sind insbesondere paarweise angeord­ net und miteinander verbunden, um Störungen, die durch einen nicht symmetrischen Anschluß oder einen Anschlußbogen oder eine Stellklappe hervorgerufen werden, auszugleichen. An den Meßstellen wird der statische Druck an der Kanalwand abge­ nommen und integriert an einen Sensor gelegt.

Aufgrund des herrschenden Unterdrucks im Luftsammelka­ nal strömt über die Bypässe saubere Laborluft nach, so daß weder durch Diffusion noch durch die Luftströmung Schadstof­ fe an die Sensoren gelangen können, die den Meßstellen zu­ geordnet sind. Da gemäß der Erfindung die Meßstellen im Luftsammelkanal und nicht im Abluftstutzen der Entlüftungs­ anlage vorgesehen sind, erfolgt ein Druckausgleich und wer­ den Störungen aufgrund unterschiedlicher Anschlüsse ausge­ glichen.

Durch die in Fig. 1 dargestellte Ausbildung gemäß der Erfindung ist eine von den durch die jeweilige Anschlußsituation bedingten Strömungen unabhängige Messung möglich.

Die Messung kann mit einem Drucksensor oder einem Durchflußsensor erfolgen, die Wanddurchlaßbohrungen der Druckmeßstellen 12 sind im Inneren bündig ausgebildet und haben beispielsweise einen Durchmesser von ca. 1 bis 1,5 mm.

Zur Eichung wird in einer kalibrierten Meßstrecke oder in einer Kalibriervorrichtung pro Abzugtyp ein Diagramm bzw. eine Kennlinie ermittelt, über die in der Praxis aus dem gemessenen Druckwert der Volumenstrom bestimmt werden kann.

Aufgrund der niedrigen Meßwerte sind zur Kalibrierung üblicherweise hochgenaue Meßgeräte mit niedrigen Hysterese­ werten erforderlich, die für die Anwendung als stationäres Überwachungsgerät am Abzug mit zu hohen Kosten verbunden sind.

Einfachere mit geringeren Kosten verbundene Meßfühler benötigen andererseits aufgrund ihrer Fertigungstoleranzen und aufgrund ihrer Bauart eine Kalibrierung. Diese Kalibrie­ rung kann in der Praxis an eingebauten Abzügen nicht erfol­ gen, da der logistische Aufwand und die erforderliche Wie­ derholgenauigkeit mit wirtschaftlichen Mitteln nicht er­ reichbar sind.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Kalibriervorrichtung dargestellt, die für diesen Zweck eingesetzt werden kann und leicht zu handhaben und transportfähig ist, so daß sie sowohl bei der Fertigung eines Abzuges zur Vorkalibrierung als auch vor Ort am einge­ bauten Abzug bei Wartungsarbeiten eingesetzt werden kann. Bei Messungen direkt am Abzug ergeben sich Druck- und Durch­ flußwerte mit hoher Genauigkeit.

Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung besteht im wesentli­ chen aus einem PVC-Rohr 13, das auf einer Grundplatte 14 angebracht ist und an einer Seite mit einem Druckluftan­ schluß 16 versehen ist. Ausgehend vom Druckluftanschluß 16 sind im PVC-Rohr ein Druckregler 15, ein Meßfühler 19 mit einem angeschlossenen Anemometer oder Schwebekörperdurch­ flußmesser 17 und eine Sensoreinbaustelle für einen zu kali­ brierenden Sensor 20 mit angeschlossener Abzugsfunktions­ anzeige in dieser Reihenfolge angeordnet. Das Rohr weist eine etwa 30- bis 50fache Beruhigungsstrecke auf. Der Druckregler 15 kann einen Druckminderer und ein Nadeldosier­ ventil umfassen.

Als Arbeitsmedium für die Kalibriervorrichtung wird lediglich Druckluft benötigt, die nur einen Mindestdruck aufweisen muß, da ein Überdruck mittels des Druckminderers ausgeregelt wird. Mit Hilfe eines Nadeldosierventils erfolgt eine äußerst präzise Einstellung. Die Messung erfolgt mit einem kalibrierten Durchflußmesser 17, bei Bedarf mit einem kalibrierten Strömungsineßgerät. Aufgrund der sehr langen Beruhigungsstrecke gibt es keine Einflüsse aus den Aufstell­ bedingungen.

Mit der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung ist eine exakte Kalibrierung möglich.

Die Einstellungen der Luftmengen an einem Abzug erfolgt an der Baustelle mit einem genauen Druckanemometer. Die Richtigkeit dieser Einstellung kann dann mittels der bereits vorkalibrierten Sensoren auf die Einhaltung des oberen und unteren Grenzwertes überprüft werden. In regelmäßigen Ab­ ständen kann dann eine Nachkalibrierung mit der Kalibrier­ vorrichtung erfolgen, um Einflüsse von Alterungsvorgängen an den Sensoren oder ähnliche Einflüsse abzugleichen.

Die Verwendung einer derartigen Kalibriervorrichtung in Verbindung mit einem Abzug mit der in Fig. 1 dargestellten Anordnung der Druckmeßstellen bietet einen hohen Sicher­ heitsstandard, der mit niedrigen Investitionskosten und niedrigen Wartungskosten verbunden ist. Die Fertigungstole­ ranzen der Sensoren können insbesondere relativ hoch gewählt werden, wichtig ist lediglich eine niedrige Hysterese der Sensoren zwischen den einzelnen Schaltpunkten (min. und max. Grenzwerte).

Es besteht weiterhin die Möglichkeit, die Probestutzen für die Sensoren doppelt, also redundant vorzusehen. Auch können die Sensoren an anderen Stellen im Luftsammelkanal 6 angeordnet werden, als es in Fig. 1 dargestellt ist. Die Querschnitte der Dauersensoren können größer gewählt werden, so daß sich die vorkommenden Durchflußwerte erhöhen und Sensoren mit höheren Durchflußwerten eingesetzt werden kön­ nen, die mit geringeren Kosten verbunden und robuster sind.

Die zusätzlich vorgesehene zweite, genauere Meßstelle dient dann zur Überprüfung des Abzuges bei der Inbetriebnahme und der Wartung und zur kontinuierlichen Überprüfung der einge­ stellten Grenzwerte. Aufgrund der beiden unabhängigen Meß­ stellen ist darüber hinaus eine gegenseitige Überprüfung möglich.

Claims (5)

1. Abzug mit einem Gehäuse mit Lufteinströmöffnung, dessen Innenraum über einen Luftsammelkanal an eine Entlüf­ tungsanlage anschließbar ist, gekennzeichnet durch wenig­ stens zwei Druckmeßstellen (12), die im Luftsammelkanal (6) an Stellen zwischen der Ansaugseite und der Entlüftungsseite angebracht und miteinander verbunden sind.

2. Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren von Sensoren für die Druckmeßstellen eines Abzugs, gekennzeichnet durch ein Rohr (13) mit langer Beruhigungsstrecke, das einen Druckluftanschluß (16) aufweist und in dem ein Druckregler (15), ein Meßfühler (19) und eine Sensoreinbaustelle für die Sensoren der Druckmeßstellen vorgesehen sind.

3. Kalibriervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Meßfühler (19) mit einem Schwebekör­ perdurchflußmesser (17) verbunden ist.

4. Kalibriervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (15) ein Nadeldosierven­ til und einen Druckminderer umfaßt.

5. Verwendung einer Kalibriervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4 zum Kalibrieren von Drucksensoren für einen Abzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kalibriervorrichtung ein Kennliniendiagramm für einen Abzugstyp erstellt wird, mit dem die am Abzug gemessenen Druckwerte in Volumenstromwerte umgewandelt werden.