DE20220188U1

DE20220188U1 - Vorrichtung zum Regeln eines Sauerstoffgehalts in einem geschlossenen Raum

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Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2003-04-24
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Description

BOEHMERT & BOEHMERT

ANWALTSSOZIETÄT

Bochmcrt & Bochmcrt · McinckcstraSc 26 · D-10719 Berlin

Deutsches Patent- und Markenamt Zweibrückenstraße 12

80297 München

DR-ING. KARI. BOEHMERT, &rgr;&agr;(1>?&mgr;"3)

DIPI-ING ALBERT BOEHMERT, &rgr;&agr;₍&Igr;9&iacgr;&mgr;99))

WILHELM J. H. STAIII.BERG, KA. &Bgr;,™&eegr;

DR -ING. WALTER I lOORMANN, PA·. D.™n

DIPL-PMYS. DR ItEINZGODDAR₁PAM₁IUiKhC_n

DR-ING ROLAND I.tESEGANG, pa·.Munch™

WOLF-DIETER KUNTZE, ra. B«men. Al.™.«

DIFI. -PMYS. ROBERT MÜNZHUBER, PA(m)-ew:)

DR LUDWIG KOLJKl-R, RA. Bm«_n

DR, (CHEM ) ANDREAS WINKLER. PA·. D-™-

MlCI &Igr;&Agr;&Egr;&Igr;.&Lgr; &Igr;&Ogr;&Ggr;&Pgr;I-DIERIG, RA-UiinchM

DlPL-PNYS DR. MARION TONIIARDT, PA·. Du«!Jnrf

DR. ANDREAS EBERT-WEIDENFELLER, ra. B,_emm

DIFL-ING. EVA LIESEGANG, PA'.Mdnch«,

DR. AXEI, NORDEMANN, RA.B.rfm

DlPL-I¹HYS DR DOROTiIHE WEB ER-&Pgr; R ULS, pa·. Fr-

DIPL.-PHYS DR. STEFAN SCHOHE, &rgr;&lgr;·, Munclwn

DR₁-(NG NUTTI CAS PHILIPP, pa·. Bwi«feu

DR. MARTIN WlRTZ, RA. DuMddorf

DR DETMAR SCIlAFER, RA. B«men

DR. JAN BI-RND NORDEMANN, LL.M . RA. Berlin

DR. CHRJSTL-VN CZYCIIOWSKI. RA. B«hn

DR. CARL-RlCI LARD HAvVRMANN, RA. Manch«.

DIFI-PIIYS CHRISTIAN W. APPELT. pa·.Munch™

&Rgr;&Lgr; ■ Puteiitaimall/Paleni Attorney

RA - RcchL-iuinvali/Aitomev- at Law

• ■ European Patent Atlomey

^D ■ Mulire en Droit

° · l.iccncie cn Droit

: · Diplome dTitiules Approfomlies e

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&igr; Concoplion Jo PnxJuiu et

PROK DR. WILi IELM NORDEMANN, RA Pn-J^ DIPL -PlIYS. HDUARD BAUMANN, pa·. iMwutircs«» DR-ING. GERALD KLOPSCII, pa·. Du.«iü™r DIPL-ING. ILVNS W. GROENING. PA· m^Im DIPL -!NG. SIEGFRIED SCIlIRMER, pa·. Q.dtfda D1PL.-PI IYS. LORENZ HANEWINKEL, pa·. p^s-m DIPL-ING ANTON PRElHERR RlEDERER V PAAIi. f DH¹L-ING DR. J,VN TÖNNIES. PA. RA. Kid DIPL-PIIYS. CHRISTIAN BlEHL, pa*. KkI DIPL.-PI IYS. 0R.-WG. UWl- MANASSE. pa· Dr^_n DIPI. -Pl IYS. DR. TI !OMAS L. BlTTNER, pa-. &idiagr;&igr;*&igr;._&eegr; DR. VOI-Kl-R SCIIMrrZ. M. Juria (Oxford), ra Mun.Kn DR ANKE NORDEMANN-SCIIIFFEL, ra». &rgr;*«&igr;^ DIPL -BIOL DR. JAN B. IiRAUSS, pa·. o_e.i,_n DR K1.AUS TIM BROCKI-R, ra. D«hn DR. ANDREAS DUSTMANN, LL.M., ra. PctMüm DIPL-ING. NILS T. F. SCIiMID. &rgr;&agr;·&igr;.&mgr;>&mgr;)&mgr; &rgr;.™ DR. FLORIAN SCHWAB, LL.M.. ra·. mub<Ji«i DIPL -BIOCHEM. DR. MARKUS ENGELHARD. &Rgr;&Lgr;. Mw DIPL-Cl IEM. DR. KARL-I[ElNZ B. METTEN, pa·. f™* DIPL.-ING DR. STEFAN TARUTTIS. pa. WweiJurf PASCAL DECKER, R,v,n_e!m DIPL -Cl KM DR. VOLKl-R SCHOLZ, pa. D«m« DIPL-CMHM. DR. JORK ZWICKER, pa. Mundw« DR CHRlSTbVN MEISSNER, RA, Mund™

In Zusammenarbeit mit/in cooperation with

DIPL -Cl (EM. DR. IIANS ULRICH MAY. pa·. München

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trclung vor ikm Europliathcn MadtntmL .AJicjrte
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H60094(P)

Berlin,

19. Dezember 2002

Dipl.-Kfm. Richard Henninger

Stromstraße 11-17

10551 Berlin

Vorrichtung zum Regeln eines Sauerstoffgehalts
in einem geschlossenen Raum

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln eines Sauerstoffgehalts in einem Gasgemisch, das in einem geschlossenen Raum, insbesondere einem SportVUbungsraum enthalten 10 ist, mit einem verschließbaren Einlaß zum Einbringen eines sauerstofffreien Gases, insbesondere Stickstoff, und/oder eines Sauerstoff enthaltenden Gasgemisches, insbesondere eines Stickstoff/Sauerstoffgemisches, und einer Lüftungsanlage zum Durchmischen des Gasgemisches mit dem eingebrachten sauerstofffreien Gas und/oder dem eingebrachten Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch, um einen vorbestimmten Sauerstoffgehalt von < 21 % zu erzeugen,

-72.618-

Meinekestraße 26 · D-10719 Berlin · Telephon+49-30-31505150 ■ Telefax+49-30-31505151

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wodurch eine Atmosphäre auf einer bestimmten Höhe über Meeresniveau simuliert werden kann.

Es ist allgemein bekannt, daß ein Aufenthalt im Hochgebirge, insbesondere ein Trainingsaufenthalt, sich vorteilhaft für einen Sportler auswirkt. Aufgrund eines geringeren Luftdrucks im Hochgebirge umfaßt ein Liter Luft weniger Sauerstoffmoleküle als ein Liter Luft auf Meeresniveau. Die im Hochgebirge eingeatmete Menge Sauerstoffs ist somit reduziert. Um sich dieser Veränderung anzupassen, wird von dem menschlichen Organismus unter anderem die Bildung von roten Blutkörperchen gesteigert, die für den Transport des Sauerstoffs im menschlichen Organismus verwendet werden. Weitere Vorteile, die ein Trainingsaufenthalt im Hochgebirge für einen Sportler bewirkt, sind eine Erhöhung der Sauerstoffbindungskapazität und des Lungenatmungsaustausches. Insgesamt wird der Sauerstofftransport im menschlichen Organismus verbessert, indem sich das Blutvolumen und der Blutfluß verändern, was das Herzkreislaufsystem stärkt. Zusätzlich wird die Sauerstoffverwertung im menschlichen Organismus verbessert.

Die gleichen Wirkungen lassen sich auch auf Meeresniveau erreichen, indem der Sauerstoffgehalt in dem eingeatmeten Gasgemisch abgesenkt wird.

Das Europäische Patent EP 0 789 546 Bl offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Regulieren einer Atmosphäre in einem im wesentlichen geschlossenen Raum auf Bodenniveau, insbesondere einem Sport-/Übungsraum, bei dem ein Gasgemisch in dem Raum durch Stickstoff und/oder ein Gemisch aus Stickstoff und Sauerstoff ergänzt wird, um eine gewünschte Atmosphäre mit einem Sauerstoffgehalt < 21 % zu erzeugen, wobei das Vermischen von Stickstoff und/oder des Gemisches aus Stickstoff und Sauerstoff mit dem Gasgemisch bei normalem Umgebungsluftdruck durchgeführt wird. Bei dem bekannten Verfahren wird zuerst reiner Stickstoff in den Raum eingeblasen, bis das Gasgemisch in dem Raum einen gewünschten Sauerstoffgehalt aufweist. Anschließend wird kontinuierlich ein Gemisch aus Stickstoff und Sauerstoff in den Raum geblasen, das den gewünschten Sauerstoffgehalt aufweist.

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Die offenbarte Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß kontinuierlich Stickstoff oder ein Gemisch aus Sauerstoff und Stickstoff in den Raum eingeblasen werden muß, das einen geringeren Sauerstoffgehalt als die Umgebungsluft des Raums aufweist. Da das Erzeugen von reinem Stickstoff oder von einem Stickstoff/Sauerstoffgemisch mit einem im Vergleich zur Umgebungsluft abgesenkten Sauerstoffgehalt energie- und damit kostenintensiv ist, ist das Betreiben der offenbarten Vorrichtung oder des offenbarten Verfahrens unwirtschaftlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Regeln eines Sauerstoffgehalts in einem Raum, insbesondere einem SportTÜbungsraum, zu schaffen, bei der der Gasverbrauch gegenüber Vorrichtungen nach dem Stand der Technik verringert ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß der Raum so abgedichtet ist, daß das Durchmischen mit Hilfe der Lüftungsanlage bei einem im Vergleich zu einem Umgebungsluftdruck des Raums erhöhten Innendruck ausgeführt werden kann.

Die Erfindung umfaßt den Gedanken, daß einem in einem Raum enthaltenen Gasgemisch ein sauerstofffreies Gas, insbesondere Stickstoff, oder ein Sauerstoff enthaltenes Gasgemisch, insbesondere ein Stickstoff/Sauerstoffgemisch, beigemischt werden kann, um in dem Gasgemisch einen vorgegebenen Sauerstoffgehalt von < 21 % zu erzeugen, wodurch eine Atmosphäre auf einer bestimmten Höhe über Meeresniveau simuliert wird. Der geschlossene Raum weist eine solche Dichtigkeit auf, daß das Durchmischen des Gasgemisches mit dem eingebrachten sauerstofffreien Gas oder dem eingebrachten Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch mittels einer Lüftungsanlage bei einem im Vergleich zu einem Umgebungsluftdrucks des Raums erhöhten Innendruck ausgeführt werden kann.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß in dem Raum nicht kontinuierlich Gas oder eine Gasgemisch eingebracht werden muß. Hierdurch kann der Verbrauch an Gas oder einem Gasgemisch gegenüber bekannten Vorrichtungen deutlich reduziert werden. Dies führt zu einer wesentlichen Verringerung der Betriebskosten. Ferner ist das Speichervolumen, das benötigt wird, um das Gas oder das Gasgemisch zu speichern, welches in den Raum eingebracht wer-

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den muß, verkleinert. Somit sinkt der Platzbedarf, der für die Installation eines erfindungsgemäßen Sport-/Übungsraums benötigt wird. Da beim Betreiben eines erfindungsgemäßen Sport-/Übungsraums keine größeren Gasvolumina kontinuierlich ausgetauscht werden müssen, kann der Sport-/Übungsraum in einem größeren Gebäude angeordnet sein, ohne daß eine spezielle Entlüftungstechnik zum Abführen der Gasvolumina erforderlich ist. Die beiden letztgenannten Vorteile führen ebenfalls zu einer Verringerung der Herstellungs- und Betriebskosten eines erfindungsgemäßen SportTÜbungsraums.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorsehen, daß der Raum eine verschließbare Öffnung, insbesondere eine Tür zum Betreten des Raums umfaßt. Hierdurch wird gewährleistet, daß Personen leicht in den Raum gelangen können.

Eine andere zweckmäßige Ausführungsform der Vorrichtung weist eine Stickstofferzeugungsvorrichtung zum Extrahieren von Stickstoff aus einer Umgebungsluft des Raums auf. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß der Raum unabhängig von einer Zulieferung mit einem Stickstoffgas und/oder einem Stickstoff/Sauerstoffgasgemisch mit verringertem Sauerstoffgehalt gegenüber dem Sauerstoffgehalt der Umgebungsluft des Raums betrieben werden kann.

Eine andere zweckmäßige Fortbildung der Vorrichtung umfaßt einen Tank zum Aufbewahren des sauerstofffreien Gases oder des Sauerstoff enthaltenden Gasgemisches, wobei das sauerstofffreie Gas oder das Sauerstoff enthaltende Gasgemisch in flüssiger und/oder gasförmiger Phase in dem Tank vorliegen. Es ist vorteilhaft, das zum Betreiben der Vorrichtung benötigte sauerstofffreie Gas oder das Sauerstoff enthaltende Gasgemisch in einem Tank zu speichern. Insbesondere ist es vorteilhaft, das sauerstofffreie Gas oder das Sauerstoff enthaltende Gasgemisch in einer flüssigen Phase in dem Tank zu speichern, da dieses raumsparend ist.

Eine weitere Fortbildung der Vorrichtung umfaßt eine an dem Raum angeordnete Schleuse, die die veschließbare Öffnung umfaßt, zum Vermeiden eines Gasaustausches beim Betreten und Verlassen des Raums. Die Schleuse stellt sicher, daß ein Gasaustausch zwischen der Um-

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gebungsluft und dem Gasgemisch in dem Raum beim Betreten und Verlassen des Raums minimiert wird.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung sieht vor, daß die Lüftungsanlage das Gasgemisch über einen oder mehrere an einer Decke des Raums angeordnete Lüftungsschächte ansaugt und über einen oder mehrere andere an der Decke des Raums angeordnete Lüftungsschächte in den Raum einbläst, um das Gasgemisch umzuwälzen, ohne in dem Raum einen Wind auszubilden. Diese Ausgestaltung der Lüftungsanlage führt dazu, daß in dem Raum eine möglichst große Homogenität des Gasgemisches erreicht wird, ohne daß sich eine windartige Luftströmung in dem Raum ausbildet.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Lüftungsanlage ausgeführt ist, um ein Gasvolumen, das einem mehrfachen, insbesondere einem 12- bis 13-fachen eines Innenvolumens des Raums entspricht, pro Stunde umzuwälzen. Mittels des Umwälzens des Gasgemisches in dem Raum wird eine Homogenität des Gasgemisches erreicht. Hierdurch wird ein Ausbilden von Gasschichten in dem Raum verhindert, die einen unterschiedlich hohen Sauerstoff- und/oder Kohlendioxidgehalt (CO2) aufweisen.

Eine vorteilhafte Fortbildung der Vorrichtung sieht eine Meßvorrichtung zum Messen des Sauerstoffgehalts, eine verschließbare Zuluftöffnung der Lüftungsanlage zum Ansaugen von Umgebungsluft und eine verschließbare Abluftöffnung der Lüftungsanlage zum Abblasen eines Teils des Gasgemisches aus dem Raum in die Umgebungsluft und eine Steuereinrichtung vor, die mit der Meßeinrichtung, dem verschließbaren Ventil, der verschließbaren Zuluftöffnung und der verschließbaren Abluftöffnung verbunden ist und das Einbringen des sauerstofffreien Gases und/oder des Sauerstoff enthaltenden Gasgemisches und das Ansaugen der Umgebungsluft sowie das Abblasen des Teils des Gasgemisches in Abhängigkeit von Meßwerten der Meßvorrichtung steuern kann, wobei ein Volumen der angesaugten Umgebungsluft nicht geringer als ein Volumen des abgeblasenen Teils des Gasgemisches ist, so daß in dem Raum ein erhöhter Innendruck im Vergleich zu dem Umgebungsluftdruck erhalten bleibt. Diese Vorrichtung ermöglicht es, den Raum vollautomatisch zu betreiben.

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Eine andere Weiterbildung der Vorrichtung umfaßt eine (^-Absorptionsvorrichtung, die CO2 aus dem Gasgemisch absorbiert. Diese Vorrichtung kann CO2, das von in dem Raum befindlichen Personen ausgeatmet wird aus dem Gasgemisch entfernen. Hierdurch wird eine gesundheitsgefährdende CO2-Konzentration in dem Gasgemisch vermieden.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung weist eine C02-Meßeinrichtung zum Ermitteln eines C02-Anteils in dem Gasgemisch auf, wobei die CO2-Absorptionsvorrichtung in Abhängigkeit von dem ermittelten C02-Anteil zu- oder abgeschaltet werden kann. Diese Vorrichtung stellt sicher, daß die CO2-Absorptionsvorrichtung nur dann Energie und/oder Ressourcen verbraucht, wenn der C02-Anteil in dem Gasgemisch oberhalb eines Grenzwertes liegt.

Eine weitere Fortbildung der Vorrichtung sieht vor, daß die (^-Absorptionsvorrichtung ein lebender Organismus, insbesondere eine Pflanze ist. Diese Absorptionsvorrichtung wird aus ökologischen Gesichtspunkten bevorzugt, da sie keine Energie verbraucht. Gleichzeitig absorbiert die Pflanze Gerüche, Ausdünstungen und Geruchspartikel aus der Raumluft.

Es ist ferner zweckmäßig, einen Temperaturmeßfühler zum Messen einer Raumtemperatur in dem Raum und ein in Abhängigkeit der gemessenen Raumtemperatur geregeltes Kälte-/Wärmeregister zum Erhöhen und Senken der Raumtemperatur vorzusehen. Somit ist es möglich, die Raumtemperatur in dem Raum zu regeln.

Eine Ausführungsform der Erfindung kann einen Feuchtigkeitsmeßfühler zum Bestimmen eines Feuchtigkeitsanteils in dem Gasgemisch in dem Raum und eine Feuchtigkeitsreguliervorrichtung zum Zufügen oder Entziehen von Feuchtigkeit in Abhängigkeit von dem bestimmten Feuchtigkeitsanteil vorsehen. Diese Ausführungsform der Erfindung ermöglicht es ein gewünschtes Raumklima herzustellen. Insbesondere besitzt diese Ausführungsform die Fähigkeit, Feuchtigkeit, die dem Gasgemisch beispielsweise durch die Atmung und die Transpiration der Personen in dem Raum zugefügte wird, dem Gasgemisch zu entziehen, um ein angenehmes Raumklima zu schaffen.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

Figur 1 eine schematische Skizze eines Sport-/Übungraums; und

Figur 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Sport-/Übungs-

raums.

Figur 1 zeigt einen geschlossenen Raum 1, der vorzugsweise ein Sport-/Übungs-/Rehabilitationsraum ist. Der Raum 1 weist eine Öffnung 2 auf, die eine Tür zu einer Schleuse 3 ist. Die Schleuse 3 umfaßt einen geschlossenen Raum und weist eine weitere Tür 4 auf. Der Raum 1 umfaßt zusätzlich Fenster 5, so daß es möglich ist, Personen in dem Raum 1 zu beobachten. Darüber hinaus weist der Raum 1 einen Notausgang 6 auf. Der Raum 1 ist so abgedichtet und gestaltet, daß in einem geschlossenen Zustand keine nennenswerten Mengen eines in dem Raum 1 enthaltenen Gasgemisches entweichen.

Personen, die den Raum 1 betreten wollen, öffnen zunächst die Tür 4 der Schleuse 3 und betreten die Schleuse 3. Nachdem die Tür 4 geschlossen ist, kann die Öffnung 2, die vorzugsweise ebenfalls eine Tür ist, geöffnet werden und in den Raum 1 eingetreten werden. Anschließend wird die Öffnung 2 wieder verschlossen.

An einer Decke 7 ist eine Lüftungsanlage 8 angeordnet. Die Lüftungsanlage 8 umfaßt einen Luftkanal 9 und einen weiteren Luftkanal 10, die im Bereich eines rechten und eines linken Rands der Decke 7 angeordnet sind. Der Luftkanal 9 und der weitere Luftkanal 10 sind mit einem zentralen Luftkanal 11 über Verbindungsluftkanäle 12 verbunden. Die Lüftungsanlage 8 umfaßt Mittel (nicht dargestellt), insbesondere Ventilatoren, zum Bewegen/Umwälzen des Gasgemisches in dem Raum 1.

Über eine Rohrleitung 13 können ein sauerstofffreies Gas und/oder ein Sauerstoff enthaltendes Gasgemisch, dessen Sauerstoffgehalt geringer als ein angestrebter Sauerstoffgehalt in dem Raum ist, zu einem Ventil 14 gleitet werden, das an dem zentralen Luftkanal 11 angebracht ist. Die Lüftungsanlage 8 umfaßt ferner eine verschließbare Zuluftöffnung 15 und eine ver-

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schließbare Abluftöffnung 16. Der Raum weist eine Meßvorrichtung 17 zum Messen eines Sauerstoffgehalts des Gasgemisches auf. Die Meßvorrichtung 17 ist mit einer Steuereinrichtung 18 verbunden. Die Steuereinrichtung 18 steuert das Öffnen und Schließen des Ventils 14, das Öffnen und Schließen der verschließbaren Zuluftöffnung 15 und das Öffnen und Schließen der verschließbaren Abluftöffnung 16.

Ferner ist in dem Raum ein Temperaturfühler 19 vorgesehen. Der Temperaturmeßfühler 19 ist mit einem Kälte-/Wärmeregister 20 verbunden. Das KälteVWärmeregister 20 kann die Temperatur des Gasgemisches erhöhen oder senken. Alternativ kann das Kälte-/Wärmeregister über die Steuereinrichtung 18 geregelt werden. Dann ist es zweckmäßig, den Temperaturmeßfühler mit der Steuereinrichtung 18 zu verbinden.

In dem Raum 1 befindet sich eine CO2-Absorptionsvorrichtung 21. Die Absorptionsvorrichtung 21 absorbiert Kohlendioxid aus dem Gasgemisch in dem Raum. Die CO2-Absorptionsvorrichtung 21 kann so gestaltet sein, daß CO2 in Sauerstoff aufgespalten wird und dieser an das Gasgemisch in dem Raum 1 abgeben wird. In dem Raum 1 ist zusätzlich eine CO2-Meßeinrichtung 22 zum Ermitteln eines CO2-Anteils in dem Gasgemisch vorgesehen. Die CO2-Meßeinrichtung 22 ist mit der CO2-Absorptionsvorrichtung 21 verbunden. So ist es möglich, die CO2-Absorptionsvorrichtung nur zu betreiben, wenn CO2 in dem Gasgemisch festgestellt wird.

In dem Raum 1 ist ein Feuchtigkeitsmeßfühler 22 angeordnet, der mit einer Feuchtigkeitsreguliervorrichtung 24 verbunden ist. Die Feuchtigkeitsreguliervorrichtung 24 kann dem Gasgemisch in dem Raum 1 in Abhängigkeit von einem gemessenen Feuchtigkeitsanteil Feuchtigkeit hinzufügen oder entziehen. Die Feuchtigkeitsreguliervorrichtung 24 kann in dem zentralen Luftkanal 11 angeordnet sein.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung zum Regeln des Sauerstoffgehalts in dem Raum 1. Identische Merkmale in den Figuren 1 und 2 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der Anordnung nach Figur 2 sind die Meßvorrichtung 17 zum Messen des Sauerstoffgehalts, der Temperaturmeßfühler 19, die CO2-Meßeinrichtung 22 und

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der Feuchtigkeitsmeßfühler 23 jeweils mit der Steuereinrichtung 18 verknüpft. Diese steuert die Feuchtigkeitsreguliervorrichtung 24 und die (!^-Absorptionsvorrichtung 21, das Kälte-/Wärmeregister 20, das Ventil 14 sowie die verschließbare Zuluftöffnung 15 und die verschließbare Abluftöffnung 16. Die Lüftungsanlage 8 umfaßt bei der Anordnung nach Figur 2 den zentralen Luftkanal 11 sowie den Luftkanal 9 und den weiteren Luftkanal 10, das Ventil 14, das Kälte-/Wärme-Register 20 und die verschließbaren Zuluft- und Abluftöffnungen 15, 16.

Das sauerstofffreie Gas wird in einer Stickstofferzeugungsvorrichtung 28 "hergestellt", die Stickstoff auf der Umgebungsluft extrahiert. Das Stickstoffgas wird über eine Leitung 27 in einen Tank 25 geleitet. In dem Tank 25 kann das Stickstoffgas in flüssiger oder gasförmiger Phase gespeichert werden. Über die Rohrleitung 13 wird Stickstoff dem Ventil 14 zugeführt.

Im folgenden wird ein Verfahren zum Regeln des Sauerstoffgehalts anhand von Figur 2 beschrieben. Über die Rohrleitung 13 und das Ventil 14 wird etwa in der Mitte des zentralen Luftkanals 11 ein sauerstofffreies Gas, insbesondere Stickstoff, und/oder ein Sauerstoff enthaltendes Gasgemisch, insbesondere ein Stickstoff/Sauerstoffgemisch, eingebracht. In der Lüftungsanlage 8 werden das eingebrachte sauerstofffreie und/oder das Sauerstoff enthaltende Gasgemisch mit dem Gasgemisch in dem Raum 1 durchmischt. Die Lüftungsanlage 8 saugt das Gasgemisch über den Luftkanal 9 ein und gibt das durchmischte Gasgemisch über den weiteren Luftkanal 10 in den Raum 1 ab. Durch das Einbringen des sauerstofffreien Gases und/oder des Sauerstoff enthaltenden Gasgemisches wird im Inneren des Raums 1 ein erhöhter Innendruck im Vergleich zu einem Umgebungsluftdruck des Raums 1 erzeugt. Das Durchmischen erflogt bei dem erhöhten Innendruck.

Durch das Einbringen des sauerstofffreien Gases und/oder des Sauerstoff enthaltenden Gasgemisches, dessen Sauerstoffgehalt geringer als ein vorgegebener Sauerstoffgehalt ist, wird der Sauerstoffgehalt des Gasgemisches in dem Raum 1 abgesenkt. Die Meßvorrichtung 17 mißt den Sauerstoffgehalt des Gasgemisches. Der Meßwert wird an die Steuereinrichtung 18 übermittelt. Sobald die Steuereinrichtung 18 feststellt, daß der vorgegebene Sauerstoffgehalt

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von < 21 %, beispielsweise etwa 14 % bis 16 %, erreicht ist, wird das Ventil 14 geschlossen. Das Umwälzen des Gasgemisches mittels der Lüftungsanlage 8 wird fortgesetzt. Vorteilhafterweise wird mit Hilfe der Lüftungsanlage 8 ein Gasvolumen pro Stunde umgewälzt, das einem mehrfachen des Volumens des Raums 1, vorzugsweise dem 12- bis 13-fachen des Volumens des Raums 1, entspricht.

Die Personen in dem Raum atmen das Gasgemisch ein und verbrauchen einen Teil des darin enthaltenen Sauerstoffs, wenn sie sich in dem Raum sportlich betätigen. Beim Ausatmen ist das Gasgemisch mit Kohlendioxid und Feuchtigkeit angereichert. Eine C02-Meßeinrichtung ermittelt einen C02-Anteil in dem Gasgemisch. Wird von der CO2-Meßeinrichtung 22 CO2 in dem Gasgemisch festgestellt, so wird die (^-Absorptionsvorrichtung 21 zugeschaltet. Die (!^-Absorptionsvorrichtung 21 absorbiert CO2 aus dem Gasgemisch. Die CO2-Absoptionsvorrichtung 21 kann so ausgestaltet sein, daß sie CO2 absorbiert und in Sauerstoff aufspaltet und den Sauerstoff an das Gasgemisch abgibt. Stellt die CO2-Meßeinrichtung einen CO2-Anteil fest, der oberhalb eines Grenzwertes liegt, so wird ein Alarmsignal erzeugt. Bevorzugt absorbiert die CO2-Absorptionsvorrichtung 21 CO2 im Rahmen eines Kreislaufverfahrens, wobei eine chemische Absorption in einem Spezial-Kalk-Filterbett genutzt wird.

Die Meßvorrichtung 17, die den Sauerstoffgehalt des Gasgemisches mißt, ist mit der Steuereinrichtung 18 verbunden. Sinkt der Sauerstoffanteil in dem Gasgemisch unter einen Grenzwert, so bewirkt die Steuereinrichtung 18, daß die verschließbare Zuluftöffnung 15 geöffnet wird. Über die Lüftungsanlage 8 wird so Umgebungsluft des Raums 1 angesaugt. Gleichzeitig oder zeitversetzt wird über die verschließbare Abluftöffnung 16 ein Teil des Gasgemisches aus dem Raum 1 abgeblasen, wobei das Volumen des Teils des Gasgemisches, das abgeblasen wird, nicht größer als das Volumen der angesaugten Umgebungsluft ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß der in dem Raum 1 herrschende Innendruck aufrechterhalten wird, der gegenüber dem Umgebungsluftdruck erhöht ist. Hat der Sauerstoffgehalt den Grenzwert wieder überschritten, so wird das Ansaugen und das Abblasen beendet.

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Ein Temperaturmeßfühler 19 mißt die Raumtemperatur in dem Raum 1. In Abhängigkeit von der Raumtemperatur wird ein Kälte-/Wärmeregister 20 gesteuert, das die Temperatur des Gasgemisches erhöht oder erniedrigt.

Ein Feuchtigkeitsmeßfühler 23 bestimmt den Feuchtigkeitsanteil in dem Gasgemisch. In Abhängigkeit von dem bestimmten Feuchtigkeitsanteil wird die Feuchtigkeitsreguliervorrichtung 24 verwendet, um dem Gasgemisch Feuchtigkeit zuzufügen oder zu entziehen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden sämtliche Abläufe zentral von der Steuereinrichtung 18 geregelt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die Steuereinrichtung 18 nur das Einbringen des sauerstofffreien Gases und des Sauerstoff enthaltenden Gasgemisches, das Ansaugen von Umgebungsluft und das Abblasen eines Teils des Gasgemisches sowie das Umwälzen des Gasgemisches in dem Raum 1 steuert.

Zusätzlich zu den hier beschriebenen Vorrichtungen kann der Raum 1 zusätzliche Meßeinrichtungen umfassen, die beispielsweise den Sauerstoffgehalt, den Kohlendioxidgehalt, einen Kohlenmonoxidgehalt überwachen und beim Über- oder Unterschreiten eines jeweiligen Grenzwertes ein weiteres Alarmsignal in und/oder außerhalb des Raums erzeugen. Das weitere Alarmsignal kann sowohl optisch als auch akustisch sein.

Dadurch daß der Sauerstoffgehalt und der Kohlendioxidanteil ständig überwacht werden, kann die beschriebene Vorrichtung vollautomatisch betrieben werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Kohlendioxidabsorptionsvorrichtung kann ein Kohlendioxid absorbierender und Sauerstoff abgebender Organismus sein, insbesondere eine Pflanze. Es wird angemerkt, daß das Durchmischen des Gasgemisches mit dem Sauerstofffreien Gas oder dem Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch bei einem Innendruck stattfindet, der gegenüber dem Umgebungsdruck erhöht ist. Hierfür ist Voraussetzung, daß der Raum so gedichtet ist, daß der Innendruck über einen längeren Zeitraum aufrecht erhalten bleibt, ohne daß Gas in den Raum zugeführt wird.

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AlIe ermittelten Meßdaten für den Sauerstoffgehalt, den C02-Anteil, die Raumtemperatur und die Feuchtigkeit des Gasgemisches werden gut ablesbar in dem Raum angezeigt. So ist für die Personen, die sich in dem Raum aufhalten eine zusätzliche Überwachungsmöglichkeit gegeben. Zusätzlich kann Aufsichtspersonal durch die Fenster 5 (vgl. Figur 1) die Meßwerte ebenfalls ablesen. Zusätzlich können die Meßdaten als elektronische Signale für eine Weiterverarbeitung und Überwachung zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise in einem außerhalb des Raums 1 angeordneten Fernbedienungsvorrichtung (nicht dargestellt), die über eine Anzeige verfügt und in einem Kontrollraum angeordnet werden kann.

Die Erfindung zeichnet sich gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen dadurch aus, daß durch ein Zusammenwirken der in dem Raum befindlichen Personen und Absorptionsanlagen, die vorzugsweise Pflanzen umfassen, eine gewünschte Qualität des Gasgemisches bei einem geringstmöglichen Energieeinsatz erhalten wird.

Der Raum 1, in welchem der Sauerstoffgehalt in der beschriebenen Weise einstellbar und regulierbar ist, kann als Sport-, Übungs- und/oder Rehabilitationsraum genutzt werden.

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein.

Claims

1. Vorrichtung zum Regeln eines Sauerstoffgehalts in einem Gasgemisch, das in einem geschlossenen Raum (1), insbesondere einem Sport-/Übungsraum enthalten ist, mit einem verschließbaren Einlaß zum Einbringen eines sauerstofffreien Gases, insbesondere Stickstoff, und/oder eines Sauerstoff enthaltenden Gasgemisches, insbesondere eines Stickstoff/Sauerstoffgemisches, und einer Lüftungsanlage (8) zum Durchmischen des Gasgemisches mit dem eingebrachten sauerstofffreien Gas und/oder dem eingebrachten Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch, um einen vorbestimmten Sauerstoffgehalt von ≤ 21% zu erzeugen, wodurch eine Atmosphäre auf einer bestimmten Höhe über Meeresniveau simuliert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (1) so abgedichtet ist, daß das Durchmischen mit Hilfe der Lüftungsanlage (8) bei einem im Vergleich zu einem Umgebungsluftdruck des Raums (1) erhöhten Innendruck ausgeführt werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (1) eine verschließbare Öffnung (2), insbesondere eine Tür, zum Betreten des Raums (1) umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Stickstofferzeugungsvorrichtung (28) zum Extrahieren von Stickstoff aus einer Umgebungsluft des Raums (1).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Tank (25) zum Aufbewahren des sauerstofffreien Gases oder des Sauerstoff enthaltenden Gasgemisches, wobei das sauerstofffreie Gas oder das Sauerstoff enthaltende Gasgemisch in flüssiger und/oder gasförmiger Phase in dem Tank (25) vorliegen.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an dem Raum (1) angeordnete Schleuse (3), die die verschließbare Öffnung (2) umfaßt, zum Vermeiden eines Gasaustausches beim Betreten und Verlassen des Raums (1).

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsanlage (8) das Gasgemisch über einen oder mehrere an einer Decke (7) des Raums (1) angeordnete Lüftungsschächte (9) ansaugt und über einen oder mehrere andere an der Decke (7) des Raums (1) angeordnete Lüftungsschächte (10) in den Raum (1) einbläst, um das Gasgemisch umzuwälzen, ohne in dem Raum (1) einen Wind auszubilden.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsanlage (8) ausgeführt ist, um ein Gasvolumen, das einem mehrfachen, insbesondere etwa einem 12- bis 13-fachen eines Innenvolumens des Raums (1) entspricht, pro Stunde umzuwälzen.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Meßvorrichtung (17) zum Messen des Sauerstoffgehalts, eine verschließbare Zuluftöffnung (15) der Lüftungsanlage (8) zum Ansaugen von Umgebungsluft und eine verschließbare Abluftöffnung (16) der Lüftungsanlage (8) zum Abblasen eines Teils des Gasgemisches aus dem Raum (1) in die Umgebungsluft und eine Steuereinrichtung (18), die mit der Meßvorrichtung (17), dem verschließbaren Ventil (14), der verschließbaren Zuluftöffnung (15) und der verschließbaren Abluftöffnung (16) verbunden ist und das Einbringen des sauerstofffreien Gases und/oder des Sauerstoffenthaltenden Gasgemisches und das Ansaugen der Umgebungsluft sowie das Abblasen des Teils des Gasgemisches in Abhängigkeit von Meßwerten der Meßvorrichtung (17) steuern kann, wobei ein Volumen der angesaugten Umgebungsluft nicht geringer als ein Volumen des abgeblasenen Teils des Gasgemisches ist, so daß in dem Raum (1) ein erhöhter Innendruck im Vergleich zu dem Umgebungsluftdruck erhalten bleibt.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine CO₂-Absorptionsvorrichtung (21), die CO₂ aus dem Gasgemisch in dem Raum (1) absorbiert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine CO₂- Meßeinrichtung (22) zum Ermitteln eines CO₂-Anteils in dem Gasgemisch in dem Raum (1), wobei die CO₂-Absorptionsvorrichtung (21) in Abhängigkeit von dem ermittelten CO₂-Anteil zu- oder abgeschaltet werden kann.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die CO₂- Absorptionsvorrichtung (21) ein lebender Organismus, insbesondere eine Pflanze ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Temperaturmeßfühler (19) zum Messen einer Raumtemperatur in dem Raum (1) und ein in Abhängigkeit von der gemessenen Raumtemperatur geregeltes Kälte/Wärme-Register (20) zum Erhöhen und Senken der Raumtemperatur.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Feuchtigkeitsmeßfühler (23) zum Bestimmen eines Feuchtigkeitsanteils in dem Gasgemisch in dem Raum (1) und eine Feuchtigkeitsreguliervorrichtung (24) zum Zufügen oder Entzeihen von Feuchtigkeit in Abhängigkeit von dem bestimmten Feuchtigkeitsanteil.