DE102014107690A1 - Mold warning device for monitoring the room climate - Google Patents
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- F24F2110/20—Humidity
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Schimmelwarngerät (1) zur Überwachung des Raumklimas. Um eine sichere und zuverlässige Vorhersage der Gefahr von Schimmelbildung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass das Schimmelwarngerät einen Sensor zur Messung von Raumfeuchtigkeit (5) umfasst, sowie weiterhin einen Sensor zur Messung der Raumtemperatur (4), einen Sensor zur Messung der Wandfeuchtigkeit (3) und einen Sensor zur Messung der Wandtemperatur (2), einen mit den Sensoren verbundenen Mikrocontroller (6), welcher mit einer Software eingerichtet ist, die Sensordaten periodisch abzufragen, zu verarbeiten und zu speichern, und mindestens ein Element (7) zur Anzeige von Daten.The invention relates to a mold warning device (1) for monitoring the room climate. In order to allow a safe and reliable prediction of the danger of mold formation, it is proposed that the mold warning device comprises a sensor for measuring ambient humidity (5), furthermore a sensor for measuring the room temperature (4), a sensor for measuring the wall humidity (3 ) and a sensor for measuring the wall temperature (2), a microcontroller (6) connected to the sensors, which is equipped with software to interrogate, process and store the sensor data periodically, and at least one element (7) for displaying Dates.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Schimmelwarngerät zur Überwachung des Raumklimas.The invention relates to a mold warning device for monitoring the room climate.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Eine erhebliche Anzahl von Häusern in Deutschland ist von Schimmelpilz befallen. Nach einer aktuellen Umfrage des Statistischen Bundesamtes leben etwa 14% der Bevölkerung in feuchten Wohnungen mit akuter Schimmelgefahr. Die jährlichen Schäden an Alt- und Neubauten durch Schimmelpilze werden auf über 200 Mio. Euro geschätzt. Neben den Schäden an der Bausubstanz belastet eine erhöhte Konzentration von Schimmelsporen in der Raumluft den menschlichen Organismus erheblich. Schimmelpilze in Wohnungen können zu Allergien sowie Atemwegsbeschwerden führen. Durch die Installation von Wärmeschutzverglasungen in Altbauten und die energetische Gebäudesanierung verschärft sich das Problem der Schimmelpilzbildung und damit verbundener Gesundheitsrisiken erheblich. Schimmelpilze benötigen eine hohe Luftfeuchtigkeit, um wachsen zu können. Um dem vorzubeugen, müssen betroffene Räume regelmäßig gelüftet werden. Hierzu werden auf dem Markt Geräte angeboten, die vor einer Schimmelbildung warnen sollen. Diese basieren lediglich auf der Ermittlung von Raumfeuchtigkeit und Raumtemperatur zu einem bestimmten Zeitpunkt. Eine zuverlässige Messung und Analyse der Schimmelgefahr ist nicht möglich.A significant number of houses in Germany are affected by mold. According to a recent survey by the Federal Statistical Office, about 14% of the population live in damp dwellings with an acute mold danger. The annual damage caused to old and new buildings by mold is estimated at more than 200 million euros. In addition to the damage to the building fabric, an increased concentration of mold spores in the indoor air significantly burdens the human organism. Molds in homes can lead to allergies and respiratory problems. The installation of thermal insulation glazings in old buildings and the energetic refurbishment of buildings significantly aggravates the problem of mold fungus formation and associated health risks. Molds need high humidity to grow. To prevent this, affected rooms must be ventilated regularly. For this purpose, devices are offered on the market, which should warn against mold growth. These are based only on the determination of room humidity and room temperature at a certain time. A reliable measurement and analysis of the risk of mold is not possible.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die vorliegende Erfindung wurde vor dem Hintergrund des vorstehend beschriebenen Stands der Technik entwickelt. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schimmelwarngerät vorzuschlagen, dass eine sichere und zuverlässige Vorhersage der Gefahr von Schimmelbildung ermöglicht.The present invention has been developed in light of the above-described prior art. The object of the invention is to propose a mold warning device that allows a safe and reliable prediction of the risk of mold growth.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Schimmelwarngerät zur Überwachung des Raumklimas folgende Merkmale aufweist: einen Sensor zur Messung von Raumfeuchtigkeit, einen Sensor zur Messung der Raumtemperatur, einen Sensor zur Messung von Wandfeuchtigkeit und einen Sensor zur Messung der Wandtemperatur, einen mit den Sensoren verbundenen Mikrocontroller, welcher mit einer Software eingerichtet ist, die Sensordaten periodisch abzufragen und zu verarbeiten, einen Speicher zur Speicherung der Sensordaten oder der daraus vom Mikrocontroller berechneten Daten, und mindestens ein optisches Anzeigeelement. Das Anzeigeelement kann beispielsweise eine LED oder ein Display sein. Unter einem Mikrocontroller ist ein Bauteil zu verstehen, auf dem ein Programm bzw. eine Software lauffähig ist. Für das Schimmelwarngerät ist beispielsweise 10bit ADU-Mikrocontroller geeignet. Die beiden Sensoren zur Messung der Wandfeuchtigkeit und Wandtemperatur sind mit einem Abstand von etwa 1 mm an der Wand positioniert, während die beiden Sensoren zur Messung der Raumfeuchtigkeit und der Raumtemperatur in den Raum gerichtet sind. Durch die insgesamt vier Sensoren sind genauere Messungen möglich, weil die Wandfeuchtigkeit und die Wandtemperatur direkt gemessen werden können. Statt vier Sensoren können auch zwei Kombinationssensoren für Feuchtigkeit und Temperatur eingesetzt werden.This object is achieved in that the mold warning device for monitoring the room climate has the following features: a sensor for measuring room humidity, a sensor for measuring the room temperature, a sensor for measuring wall moisture and a sensor for measuring the wall temperature, one connected to the sensors Microcontroller, which is set up with software to interrogate and process the sensor data periodically, a memory for storing the sensor data or the data calculated therefrom by the microcontroller, and at least one optical display element. The display element may be, for example, an LED or a display. A microcontroller is to be understood as meaning a component on which a program or software can run. For the mold warning device, for example, 10bit ADU microcontroller is suitable. The two sensors for measuring wall humidity and wall temperature are positioned at a distance of about 1 mm from the wall, while the two sensors for measuring room humidity and room temperature are directed into the room. Thanks to the four sensors, more accurate measurements are possible because the wall humidity and the wall temperature can be measured directly. Instead of four sensors, two combination sensors for humidity and temperature can be used.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung mit zusätzlichen Merkmalen werden nachfolgend beschrieben.Advantageous embodiments of the invention with additional features will be described below.
Der Mikrocontroller ist eingerichtet, aus dem Raumfeuchtigkeitsmesswert, dem Raumtemperaturmesswert und dem Wandtemperaturmesswert die Wandfeuchtigkeit zu berechnen. Die Berechnung erfolgt anhand der mathematischen Näherungsgleichung für den Sättigungsdampfdruck aus
Dabei ist θsi die Oberflächentemperatur der Innenwand, θi die Raumtemperatur und ϕ die relative Raumluftfeuchtigkeit als Dezimalbruch. b und n sind Konstanten, die nach
Der Mikrocontroller ist weiterhin eingerichtet, die Differenz der berechneten und der vom Sensor gemessenen Wandfeuchtigkeit zu ermitteln und auszuwerten, um daraus Rückschlüsse auf die Ursache der Feuchtigkeit zu ziehen. Wenn der berechnete Wert der Wandfeuchtigkeit dem des direkt gemessenen Wertes entspricht, dann ist die Ursache für die Wandfeuchtigkeit dem Klima innerhalb des Raumes zuzuordnen. Wenn die tatsächliche gemessene Wandfeuchtigkeit dagegen erheblich höher ist als die berechnete, ist die Wandfeuchtigkeit nicht durch das Raumklima bedingt, sondern hat andere Ursachen, wie zum Beispiel eine Wandundichtigkeit, durch die Feuchtigkeit von außerhalb eindringt. Möglich ist auch ein Messfehler, der durch die Differenz erkannt werden kann. The microcontroller is also set up to determine and evaluate the difference between the calculated and the wall moisture measured by the sensor in order to draw conclusions about the cause of the moisture. If the calculated value of the wall humidity corresponds to that of the directly measured value, then the cause of the wall humidity is to be assigned to the climate within the room. On the other hand, if the actual measured wall humidity is significantly higher than the calculated wall humidity is not due to the room climate, but has other causes, such as a wall leak, through which moisture enters from outside. Also possible is a measurement error that can be detected by the difference.
Der Mikrocontroller ist eingerichtet, zu ermitteln, ob ein optimales Raumklima vorliegt. Dieses wird auch als „Wohlfühlklima“ bezeichnet und definiert sich nach
Der Mikrocontroller ist weiterhin eingerichtet, aus den gemessenen und/oder berechneten Werte Warnstufen zu ermitteln, wobei die jeweilige Warnstufe auf dem Anzeigeelement oder den optischen Anzeigeelementen dargestellt wird. Schimmelpilze benötigen eine hohe Luftfeuchtigkeit, um wachsen zu können. Entscheidend bei der Schimmelpilzbildung ist der dem Pilz zur Verfügung stehende Anteil an „freiem“ Wasser. Bezeichnet wird dieser Anteil als Wasseraktivität, ausgedrückt als so genannter „AW-Wert“. Der AW-Wert dient als Indikator zur Früherkennung. Ist der AW-Wert, über einen Zeitraum von etwa 5 Tagen gemessen, höher als 0,8 dann ist das Milieu für Schimmelpilzwachstum geschaffen. Dieses wird erfasst, damit die erforderlichen Abhilfemaßnahmen ergriffen werden können. Das Raumklima unterliegt ständigen Schwankungen (durch Duschen, Kochen, Lüften, Heizen, etc). Die jeweilige Warnstufe wird anhand der folgenden Tabelle 1 berechnet:
Hierbei ist Awm der direkt vom Sensor gemessene AW-Wert, also der gemessene Wert der Wandfeuchtigkeit und Awb der berechnete Wert der Wandfeuchtigkeit. Die Werte können zwischen 0 und 100 liegen und werden durch einen Booleschen Operator verknüpft. Liegen beide Werte unter 68, dann liegt eine niedrige Wand- und Raumfeuchtigkeit vor und es besteht keine Schimmelgefahr. Die Warnstufe ist dann „1“ bzw. „Grün“. Liegt einer der Werte über 68 und unter 78, dann liegt eine mittlere Warnstufe „2“ bzw. „Gelb“ vor. Liegt einer der Werte über 78, dann liegt die höchste Warnstufe „3“ bzw. „Rot“ vor. Beträgt die Differenz beider Werte dabei mehr als 10 Einheiten, dann dringt Feuchtigkeit von außerhalb ein oder es liegt eine Störung vor. Die Warnstufen „Grün“, „Gelb“ und „Rot“ können direkt durch gleichfarbige LEDs (Leuchtdioden) im Gehäuse angezeigt werden.Here Awm is the AW value measured directly by the sensor, ie the measured value of the wall humidity and Awb the calculated value of the wall humidity. The values can be between 0 and 100 and are linked by a Boolean operator. If both values are below 68, then there is a low wall and room humidity and there is no danger of mold. The warning level is then "1" or "green". If one of the values is above 68 and below 78, then there is an average warning level "2" or "yellow". If one of the values is greater than 78, then the highest warning level is "3" or "red". If the difference between the two values is more than 10 units, then moisture from outside penetrates or there is a fault. The warning levels "green", "yellow" and "red" can be displayed directly in the housing by LEDs of the same color (LEDs).
Der Mikrocontroller ist außerdem eingerichtet, ein oder mehrere der periodisch gemessenen oder berechneten Werte über einen bestimmten Zeitraum zu mitteln und/oder zu speichern und/oder daraus einen Trend zu berechnen. Diese Auswertung ist genauer und aussagekräftiger als Einzelmessungen, die lediglich Messwerte zu einem bestimmten Zeitpunkt wiedergeben. Das Schimmelwarngerät errechnet also aus den im Minutentakt erfassten Daten einen Trend, der angezeigt wird. Aus der Trendanzeige ergeben sich die zum Schutz des Gebäudes und der Gesundheit der Bewohner notwendigen Maßnahmen. Der jeweilige Trend kann beispielsweise über eine LED-Anzeige mit Symbolen (grüner Pfeil, roter Punkt, roter Pfeil) angezeigt werden. Der jeweilige Trend wird anhand der folgenden Tabelle 2 berechnet und durch LEDs dargestellt:
Hierbei ist Awm wieder wie oben erläutert der direkt vom Sensor gemessene und Awb der berechnete Wert der Wandfeuchtigkeit. Aw24 ist Durchschnitts-Aw Wert der letzten 24 Stunden und Aw15 der Durchschnitts-Aw Wert der letzten 15 Minuten. Zusätzliche Informationen werden über die Leuchtdauer in der dritten Spalte 3 gegeben. Wenn der Awm und der Awb mehr als 10 Einheiten voneinander abweichen, dann liegt ein Fehler vor. Der Fehlerzustand hat Vorrang vor allen anderen Bedingungen.In this case, Awm is, as explained above, the value of the wall moisture measured directly by the sensor and Awb. Aw24 is the average Aw value of the last 24 hours and Aw15 the average Aw value of the last 15 minutes. Additional information is given about the lighting duration in the
Alternativ oder zusätzlich kann der Trend über ein alphanumerisches Display angezeigt werden. Hierbei können zusätzlich konkrete Anweisungen zur Vorgehensweise gegeben werden. Die Bedingungen und der angezeigte Text sind in Tabelle 3 gezeigt:
Die Bedingungen sind einer Priorität 1–8 zugeordnet. Sobald eine der Bedingungen erfüllt ist wird keine der nachfolgenden Bedingungen vom Mikrocontroller abgefragt bzw. berücksichtigt.The conditions are assigned to a priority 1-8. As soon as one of the conditions is met, none of the following conditions will be requested or taken into account by the microcontroller.
Der Mikrocontroller ist eingerichtet, die Sensorabfrageintervalle in Abhängigkeit der Messwerte zu regeln, wobei die Sensoren insbesondere in umso kürzeren Zeitabständen abgefragt werden, je höher die Warnstufe ist. Sind die Werte für Awm und Awb kleiner als 60, dann erfolgt die Abfrage und Messung der Sensorwerte alle drei Minuten. Hierdurch kann bei geringer Schimmelgefahr Strom gespart werden. Sind die Werte für Awm oder Awb größer oder gleich 60, dann erfolgt die Abfrage und Messung der Sensorwerte jede Minute. Da die Messwerte in kürzeren Intervallen abgefragt werden, erhöht sich die Messgenauigkeit.The microcontroller is set up to regulate the sensor interrogation intervals as a function of the measured values, with the sensors in particular being interrogated at shorter time intervals, the higher the warning level is. If the values for Awm and Awb are less than 60, the query and measurement of the sensor values takes place every three minutes. As a result, can be saved at low mold risk electricity. If the values for Awm or Awb are greater than or equal to 60, then the interrogation and measurement of the sensor values takes place every minute. Since the measured values are interrogated at shorter intervals, the measurement accuracy increases.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Figuren zeigen im Einzelnen:The figures show in detail:
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Merkmale den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described with reference to the drawings, wherein further advantageous features are to be taken from the figures of the drawing.
Die
Das Display in
Das Display in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schimmelwarngerät Mold Detector
- 22
- Sensor für Wandtemperatur Sensor for wall temperature
- 33
- Sensor für Wandfeuchtigkeit Sensor for wall humidity
- 44
- Sensor für Raumtemperatur Room temperature sensor
- 55
- Sensor für Raumfeuchtigkeit Sensor for room humidity
- 66
- Mikrocontroller microcontroller
- 77
- Anzeigeelement display element
- 88th
- Wand wall
- 99
- Gehäuserückteil Rear housing
- 1010
- Gehäusevorderteil Front housing
- 1111
- Display display
- 1212
- LED-Array LED array
- 1313
- Schalter switch
- 1414
- Smiley Smiley
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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- DIN 4108-3:2001-07 [0007] DIN 4108-3: 2001-07 [0007]
- DIN 13779 [0009] DIN 13779 [0009]
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Applications Claiming Priority (1)
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ID=54481154
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DE102014107690.7A Withdrawn DE102014107690A1 (en) | 2014-06-02 | 2014-06-02 | Mold warning device for monitoring the room climate |
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