Wie löscht ein CO2-Feuerlöscher ein Feuer? Erstickende Physik erklärt

Stellen Sie sich einen kleinen Serverraum um zwei Uhr morgens vor. Ein USV-Batterieschrank beginnt zu rauchen, dann entstehen Flammen an den Lüftungsschlitzen. Jemand hebt einen 5 kg schweren CO2-Feuerlöscher aus der Halterung, richtet die Hupe auf den Brandherd und drückt den Griff. Zwölf Sekunden später sind die Flammen erloschen, die Regale stehen noch und die einzige Reinigung ist eine abgewischte Schranktür.

Die kurze Antwort lautet: Der Feuerlöscher setzt unter hohem Druck Kohlendioxid frei und bildet über dem brennenden Material eine dichte Wolke aus Gas und mikroskopisch kleinen Trockeneispartikeln. Innerhalb dieser Wolke sinkt der Sauerstoffgehalt am Brandherd unter den Sauerstoffbedarf einer Flamme und die Verbrennung stoppt. Die Abkühlung erfolgt auf dem Weg, aber die Sauerstoffverdrängung erledigt die eigentliche Arbeit.

Ein CO2-Feuerlöscher erstickt kein Feuer und durchnässt den Brennstoff nicht. Es entsteht eine vorübergehende Atmosphäre, in der die Flamme nicht atmen kann, und dann verschwindet diese Atmosphäre.

Zuerst wird Sauerstoff verdrängt, dann wird gekühlt

Feuer benötigt gleichzeitig Brennstoff, Sauerstoff und Wärme, und CO2 greift die Sauerstoffseite dieses Dreiecks an. Dies geschieht lokal und nicht raumweit. Kohlendioxid ist etwa 1,5-mal so dicht wie Luft, sodass die Wolke sinkt und sich tief ausbreitet, anstatt direkt zur Decke zu steigen. Da es den Brennstoff umhüllt, verdünnt es den Sauerstoff in der Flammenzone. Für eine Flammenverbrennung werden im Allgemeinen etwa 15 Prozent oder mehr Sauerstoff benötigt, und ein konzentrierter CO2-Strom drückt den lokalen Wert deutlich darunter. Bei einem Lösungsmittel- oder Farbbrand verdrängt es auch den brennbaren Dampf, der tatsächlich brennt; Es brennt nicht die Flüssigkeit, sondern der Dampf darüber.

Kühlung: real, aber selten entscheidend

Das Horn gibt Gas und Trockeneispartikel bei etwa minus 78 Grad Celsius ab, und diese Partikel absorbieren beim Sublimieren Wärme. Das hilft bei einem flachen Feuer und bringt bei einem tiefen Feuer kaum etwas. Wasser nimmt bei der Umwandlung in Dampf etwa 2.260 Kilojoule pro Kilogramm auf; CO2 nimmt beim Sublimieren etwa 570 auf. Wasser dringt auch in Papier, Stoff oder Holz ein und kühlt das Material von innen. CO2 berührt nur Oberflächen, weshalb eine Tonne voller Altpapier in Sekundenschnelle umgeworfen werden kann und Minuten später wieder aufflammt.

Von der Flüssigkeit zur Wolke: Im Zylinder, Ventil und Horn

Ein CO2-Feuerlöscher ist ein Druckbehälter und keine Pumpe. Das Kohlendioxid steht als Flüssigkeit im Gleichgewicht mit seinem eigenen Dampf bei etwa 55 bis 60 bar bei 20 Grad Celsius, etwa 800 psi. Ein Tauchrohr transportiert Flüssigkeit vom Boden des Zylinders bis zum Ventil, sodass der Ausfluss nicht nach ein oder zwei Sekunden nachlässt.

Vom Ventil gelangt die Ladung durch einen kurzen Schlauch zum Ausstoßhorn, dem ausgestellten Kegel am Ende. Dieser Kegel wird kalt genug, um Erfrierungen zu verursachen. Deshalb halten Sie den isolierten Griff und niemals das Metall. Am Horn zerfällt die Flüssigkeit in Gas- und Trockeneispartikel und dehnt sich um etwa das 450- bis 500-fache ihres Flüssigkeitsvolumens aus.

Druck stellt auch die Uhr. Ein CO2-Feuerlöscher ist so konstruiert, dass er sich in Sekunden statt in Minuten entleert Dieser gespeicherte Druck ist es, der jede Sekunde zählt solange ein Feuer noch klein genug ist, um es zu stoppen.

Eine gut gebaute tragbare 5-kg-Einheit, die normalerweise für Serverräume und kleine Lösungsmittellager gewählt wird, sorgt für eine nutzbare Entladung von etwa 12 bis 15 Sekunden aus einer CK45-Flasche und eine CE-gekennzeichnete Ventilbaugruppe, die den Strahl gleichmäßig und nicht scharf hält.

Was CO2-Handgriffe auslöst und was es nicht reparieren kann

CO2 ist kein Allzweckwirkstoff. Seine Grenzen sind ebenso wichtig wie seine Stärken:

• Flüssigkeits- und Gasbrände der Klasse B: die stärkste Übereinstimmung, von Benzin und Lösungsmitteln bis hin zu Farbe und Paraffin.
• Unter Spannung stehende elektrische Geräte: Das Gas ist nicht leitend und hinterlässt keine Rückstände, sodass Platten, Kabel und Server vor Schäden durch Wasser oder Pulver geschützt sind.
• Feststoffe der Klasse A wie Papier, Holz und Textilien: Oberflächliche Flammen erlöschen, tiefsitzende Hitze jedoch nicht und es kommt häufig zu einer erneuten Entzündung.
• Brennbare Metalle der Klasse D: nicht verwenden. Metalle wie Magnesium brennen heiß genug, um mit Kohlendioxid zu reagieren, was das Feuer heftiger machen kann.
• Speiseöle und -fette der Klasse F: ungeeignet. Öl, das über seiner Selbstentzündungstemperatur liegt, entzündet sich wieder, sobald sich das Gas verteilt, und der Strahl kann brennendes Öl aus der Pfanne spritzen.

Lesen Sie das Etikett vor dem Kauf

Zwei Zahlen verraten Ihnen am meisten, was Sie brauchen: das Ladungsgewicht in Kilogramm und die Klassifizierung der Klasse B. Die Zahl vor dem Buchstaben gibt die Größe des Standardtestfeuers an, das die Einheit während der Zertifizierung löschen musste. Eine Einstufung von 89B deckt also ein erheblich größeres Feuer ab als eine Einstufung von 34B.

Ein schwererer Zylinder spart Zeit und Reichweite, nicht nur Volumen. Die Hälfte der Entladung eines kleinen tragbaren Geräts wird für die ersten zwei Meter aufgewendet, so dass ein Trolley seine Stellfläche dort verdient, wo die Gefahr hinter der Ausrüstung oder tief in einem Raum sitzt. Wenn die Gefahr ein einzelner Schrank ist, erhöht die zusätzliche Kapazität meist das Gewicht, das transportiert werden muss.

Unabhängig davon, für welche Größe Sie sich entscheiden, stellen Sie sicher, dass das Gerät über die Zertifizierung verfügt, die Ihr Versicherer oder Ihre örtliche Behörde erwartet, und dass Ersatzventile, Schläuche und Hupen vom selben Lieferanten erhältlich sind.

Eines verwenden, ohne die Dinge noch schlimmer zu machen

1. Tragen Sie die Flasche aufrecht und stellen Sie sie ab, bevor Sie beginnen. Wenn man eine 15-kg-Einheit mit einer Hand handhabt und gleichzeitig an einer Stecknadel zieht, lässt man sie fallen.
2. Brechen Sie das Originalitätssiegel auf, ziehen Sie die Sicherheitsnadel heraus und halten Sie nur den isolierten Griff fest.
3. Stellen Sie sich ein bis zwei Meter zurück und richten Sie die Hupe auf die Basis der Flammen, nicht auf den Rauch.
4. Streichen Sie von einer Seite zur anderen über den nahen Rand des Feuers und arbeiten Sie sich dann rückwärts vor.
5. Entladen Sie die Flamme noch ein oder zwei Sekunden lang weiter, damit sich die Wolke beruhigen kann.
6. Achten Sie einige Minuten lang auf eine erneute Zündung und evakuieren Sie, wenn ein Feuerlöscher nicht ausreicht.

Eine funktionierende Einheit auswählen und warten

Drei Dinge entscheiden darüber, ob a CO2-Feuerlöscher prüft im Notfall: die Unversehrtheit der Flasche und des Ventils, das tatsächliche Ladungsgewicht und das Wartungsprotokoll. Da das Gas durch Druck und nicht durch eine chemische Reaktion gehalten wird, ist die praktische Kontrolle das Gewicht und nicht ein Manometer, und viele CO2-Geräte haben überhaupt kein Manometer. Ein Verlust von mehr als 10 Prozent des Ladungsgewichts bedeutet eine Neubefüllung, während der Zylinder selbst in vielen Normen normalerweise alle zehn Jahre einer hydraulischen Druckprüfung unterzogen wird.

Die Ventilbaugruppe hält diesen Druck zwischen den Diensten aufrecht und gibt ihn bei Bedarf frei. Sie verdient daher die gleiche Prüfung wie die auf dem Etikett angegebene Kapazität. Behalten Ersatzventile, Schläuche und Griffkappen Die Abstimmung auf das Feuerlöschermodell beschleunigt die jährliche Wartung und vermeidet, dass ein Schallzylinder aus Mangel an einem kleinen Teil außer Betrieb bleibt.

Ein CO2-Feuerlöscher löscht ein Feuer, indem er die Atmosphäre um ihn herum verändert. Flüssiges Kohlendioxid verwandelt sich in eine kalte, dichte Wolke aus Gas und Trockeneispartikeln, bedeckt den brennenden Brennstoff und senkt die lokale Sauerstoffkonzentration unter das Niveau, das eine Flamme überleben kann. Unterwegs wird Wärme absorbiert, aber das Feuer erlischt, weil es ausgehungert ist, nicht weil es gefroren ist.

Dieser Mechanismus erklärt sowohl die Stärken als auch die Grenzen. CO2 ist schnell, sauber und sicher in der Nähe von stromführenden elektrischen Geräten und ist eine schlechte Wahl für tiefsitzende Feststoffe, brennende Metalle und Speiseöl. Passen Sie den Agenten an die tatsächliche Gefahr an, bemessen Sie die Ladung pro Raum und die Entfernung, die Sie zurücklegen müssen, und behalten Sie die Gewichtskontrolle im Kalender bei. Der funktionierende Feuerlöscher ist derjenige, der für das Feuer vor Ihnen angegeben wurde.