-
-
System zur Befeuchtung der Luft in einer Sauna
-
Die Erfindung geht aus von einem System nach der Gattung des Hauptanspruchs.
-
Nach dem Mollier'schen Diagramm, dem sogenannten ix-Diagramm ist die
relative Feuchte stark abhängig von der Temperatur, dem Luftfeuchtegehalt und auch
dem barometrischen Druck. Bei konstantem Luftfeuchtegehalt fällt die relative Feuchte
bei steigender Temperatur und steigt bei sinkender Temperatur. Deshalb stellt sich
in einer Saunakabine bei ca. 90 OC eine relative Feuchte von kleiner als 10 X (ca.
2 X bis 7 %) ein, wodurch der Aufenthalt eines Menschen in einer Saunakabine erst
möglich wird.
-
Bei den bisher bekannten Saunasteuerungen kann der Benutzer relativ
einfach auf die Temperatur Einfluß nehmen - nicht so leicht auf die relative Feuchte.
-
An Tagen mit hoher relativer Luftfeuchte empfindet beispielsweise
der Benutzer eine Kabinentemperatur von 90 OC als angenehm, während an Tagen mit
niedriger
relativer Luftfeuchte die gleiche Kabinen-Temperatur
als zu niedrig empfunden wird, da dann die relative Feuchte in der Kabine zu gering
ist.
-
Um die relative Feuchte zu erhöhen, werden von Zeit zu Zeit sogenannte
Aufgüsse durchgeführt, wobei Wasser, eventuell versetzt mit Duftstoffen oder medizinischen
blen, auf die heißen Steine des Ofens oder spezielle Verdampferpfannen versprüht
werden. Dadurch wird kurzzeitig die relative Luftfeuchte in der Saunakabine erhöht,
die Schweißbildung des Benutzers beschleunigt bzw. durch medizinische ble eine positive
Auswirkung auf menschliche Organe wie z.B.
-
die Atemwege erreicht.
-
Zu häufige und zu starke Aufgüsse können jedoch die relative Feuchte
in der Kabine zu hoch treiben, so daß die Belastung des Benutzers zu stark wird.
-
Es sind zwar bereits Saunaaufgußvorrichtungen und Schaltanlagen dazu
bekannt geworden (DE-C2-24 22 283 und DD-1595 26), bei denen der Aufgußvorgang mechanisiert
bzw. automatisiert ist. Hierbei wird jedoch die tatsächliche relative Feuchte in
der Kabine in keiner Weise berücksichtigt, so daß die relative Feuchte in schädlicher
Weise ansteigen kann. Außerdem kann bei der bekannten Schaltanlage für die Verdampfung
vorgesehenes Wasser in den Tiegel gelangen, wenn der Ofen nicht die zur Verdampfung
erforderliche Temperatur aufweist, so daß ein "überfluten" der Sauna nicht ausgeschlossen
ist.
-
Es ist ferner eine Sauna mit einem Feuchtigkeitsregler bekannt (DE-A1-26
15 294), bei welchem jedoch die Feuchtigkeit auf einen vorgegebenen Wert geregelt
wird, welcher je nach in der Kabine vorliegender Temperatur zu hoch oder zu niedrig
sein kann.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Wohlbefinden der Benutzer
einer Sauna durch entsprechende Einflußnahme auf die relative Feuchte zu verbessern.
Außerdem soll aus Sicherheitsgründen und gesundheitlichen Gründen eine zu hohe bzw.
zu niedrige relative Feuchte verhindert werden. Ferner soll die Durchführung von
Aufgüssen vereinfacht werden, wobei ebenfalls die für das Wohlbefinden der Benutzer
maßgeblichen Grenzen der relativen Feuchte berücksichtigt werden können.
-
Das erfindungsgemäße System mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß durch Aufgüsse oder kontinuierliches Versprühen
von Feuchtigkeit die relative Feuchte in der Saunakabine auf einen günstigen Wert
gehalten wird.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Systems möglich.
So kann beispielsweise mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems nicht nur eine Sauna
als finnische Sauna, d. h. mit hoher Kabinentemperatur und geringer relativer Feuchte,
sondern auch eine Dampfkabine als Dampfbad betrieben werden, bei welchem die Luft
mit Feuchtigkeit gesättigt ist und die Temperaturen ca. 40 bis 50 OC betragen. Schließlich
kann eine mit dem erfindungsgemäßen System ausgerüstete Sauna auch als sogenannte
Bio-Sauna betrie-
ben werden, bei welcher bei Temperaturen von 40
bis -55 OC und einer relativen Feuchte von ca. 60 X gearbeitet wird. Diese Betriebsarten
einer Sauna sowie mögliche Zwischenstufen können mit dem erfindungsgemäßen System
vorgenommen werden.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung an Hand mehrerer
Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
-
Es zeigt: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels, Fig.
2 ein Diagramm zur Darstellung des Zusammenhangs der relativen Feuchte und der Kabinentemperatur
bei Saunabetrieb, Fig. 3 die Ansicht eines Steuergerätes, Fig. 4 die Ansicht eines
Anzeigegerätes, Fig. 5 die Ansicht eines Fernbediengerätes und Fig. 6 ein Flußdiagramm
für einen Mikroprozessor im erfindungsgemäßen System.
-
Die Anordnung nach Fig. 1 ist bei 1 an das Drehstromnetz angeschlossen.
über ein zentrales Steuergerät 2 wird unter anderem die Heizleistung des Ofens 3
derart gesteuert, daß sich die gewünschte Temperatur in der Saunakabine einstellt.
Hierzu wird mit Hilfe zweier Sensoren 4, 5 die Temperatur in der Nähe des Ofens
und im Aufenthaltsbereich der Benutzer in der Kabine erfaßt und mit der eingestellten
Soll-Temperatur verglichen. Entsprechend wird die dem Ofen zugeführte elektrische
Energie gesteuert. Das Steuergerät ist mit einer Bedien- und Anzeigevorrichtung
20 ausgestattet, welche außer verschiedenen Schaltern, Drucktasten und LED-Anzeigen
auch eine mehrstellige Ziffernanzeige zur Anzeige der Temperatur,
der
relativen Feuchte, der Uhrzeit, des Heizbeginns und der Heizdauer aufweist.
-
Aus Sicherheitsgründen ist eine von der übrigen Steuerung weitgehend
unabhängige Sicherheitsabschaltung vorgesehen, welche von einer Temperatursicherung
6 gesteuert wird und bei überschreiten einer höchstzulässigen Temperatur mit Hilfe
eines Sicherheitsschützes die Stromversorgung abschaltet.
-
Zur Befeuchtung der in der Kabine befindlichen Luft ist eine Vorrichtung
7 vorgesehen, die je nach Zweckmäßigkeit verschieden ausgeführt sein kann. Bei einer
ersten Gruppe von Weiterbildungen der Erfindung dient die Vorrichtung 7 dazu, Aufgüsse
automatisch durchzuführen. Hierzu kann die Vorrichtung 7 beispielsweise Wasser in
eine Verdampferpfanne pumpen, welche entweder vom Ofen 3 oder mit einer unabhängigen
Heizvorrichtung beheizt wird, oder einen separaten Verdampfer oder Befeuchter einschalten.
Das Wasser kann aber auch direkt auf die Steine des Saunaofens gesprüht werden.
Bei entsprechendem Druck in der Zuführung des Wassers kann auch ein Magnetventil
verwendet werden.
-
Mit Hilfe des Steuergerätes kann nun die Vorrichtung 7 in einstellbaren
Abständen betätigt werden.
-
In der Praxis kommen hier Intervalle zwischen 1 bis 60 Minuten in
Frage. Die Betätigung der Vorrichtung 7 unterbleibt, wenn die Temperatur in der
Kabine unter einer gegebenen Mindesttemperatur liegt.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Menge des jeweils
bei einer Betätigung versprühten Wassers abhängig von der mit Hilfe eines Sensors
8 gemessenen relativen Feuchte und einem im Steuerge-
rät 2 gespeicherten
Soll-Wert für die relative Feuchte. Dieser Soll-Wert kann am Steuergerät 2 oder
ggf. über eine Fernbedienung 9 eingegeben werden.
-
Eine entsprechende Ausführung des Steuergerätes stellt jedoch sicher,
daß mit Hilfe dieser Regelung ein zulässiger Maximalwert für die relative Feuchte
nicht überschritten wird. Dieser Maximalwert ist später, wie im Zusammenhang mit
Fig. 2 beschrieben, abhängig von der jeweiligen Temperatur in der Saunakabine.
-
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Vorrichtung
7 kontinuierlich bzw. in so schneller Folge arbeitet, daß eine stetige feuchte Regelung
möglich wird. In dem Steuergerät 2 sind somit zwei Regler kombiniert, wobei der
feuchte Regler vorzugsweise nur im Proportinalband des Temperaturreglers aktiv ist.
üblicherweise braucht die Luft in einer Saunakabine zur Regelung auf eine bestimmte
Feuchtigkeit nur befeuchtet und nicht entfeuchtet zu werden. Es läßt sich somit
die feuchte Regelung mit einem Zweipunktregler oder einem zeitproportionalen Regler
mit PI-Verhalten durchführen. Erforderlichenfalls kann jedoch ein Dreipunktregler
verwendet werden, bei dem eine zusätzliche Entfeuchtungsstufe (z.B. durch Belüften
oder Wasserkondensation) vorgesehen ist.
-
Der in der Saunakabine zu installierende Feuchte-Fühler besteht vorzugsweise
aus einem kapazitiven, betauungsfesten Feuchte-Sensor 8.
-
Zur Anzeige der verschiedenen Betriebszustände und Parameter ist am
Steuergerät 2 eine in Fig. 1 nicht dargestellte Vorrichtung vorgesehen, welche ggf.
-
durch eine Anzeigevorrichtung 10 in der Kabine ergänzt werden kann.
Schließlich kann mit Hilfe des Steuergerätes 2 noch eine Beleuchtungseinrichtung
11 und ein Lüfter 12 gesteuert werden und das Signal eines Rauchsensors 13 ausgewertet
und zur Alarmgabe im Falle eines Brandes weitergeleitet werden.
-
Fig. 2 stellt den Zusammenhang zwischen der Lufttemperatur in einer
Saunakabine und der relativen Feuchte dar, welche im allgemeinen für das Wohlbefinden
der Benutzer der Kabine erforderlich ist. Als Parameter wurde jeweils eine absolute
Feuchte von lOgim3, 30g/m3 und 85g/m3 gewählt. Für eine finnische Sauna hat sich
ein gesundheitlich sinnvoller Bereich zwischen 10g/m3 und 30g/m3 herausgestellt.
-
Dieses gilt bezüglich der Schweißbildung und im Hinblick auf die Schleimhäute,
welche bei zu geringer Feuchte beim Saunagang austrocknen. Die genannte Spanne für
die absolute Feuchte ergibt beispielsweise bei einer Temperatur von 90 OC eine relative
Feuchte von 2 X bis 7 X.
-
Vorteilhafterweise wird also eine Regelung der Feuchte bzw. eine Aufgußüberwachung
einer finnischen Sauna sich auf den in Fig. 2 waagerecht schraffierten Bereich abstützen,
was nicht bedeutet, daß sie auf diesen Bereich eingeschränkt ist. Als Beispiel für
eine recht hohe absolute Feuchte dient die 85g/m3-Kurve, die möglicherweise als
Obergrenze fest in den Speicher des Mikroprozessors eingegeben werden kann.
-
Beim Betrieb der Sauna mit geringeren Temperaturen, beispielsweise
zwischen 40 und 55 OC sind wesentlich höhere Werte für die relative Feuchte günstig
bzw.
-
zulässig. So arbeitet beispielsweise eine sogenannte Bio-Sauna in
diesem Temperaturbereich und bei einer relativen Feuchte von etwa 60 X, während
ein Dampfbad im Sättigungsbereich betrieben wird. Die entsprechenden Bereiche, auf
die sich eine Feuchte-Regelung für eine Bio-Sauna bzw. ein Dampfbad mit dem erfindungsgemäßen
System bezieht, sind in Fig. 2 schräg schraffiert. Die genannten Werte dienen zur
Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung und geben keine allgemein gültigen medizinischen
Erkenntnisse wieder.
-
Die Fig. 3 bis 5 zeigen Beipiele für die Ausbildung des Steuergerätes
2, der Anzeigevorrichtung 10 und einer Fernbedienung 9. Eine ins einzelne gehende
Erläuterung der einzelnen Bedien- und Anzeigeelemente erübrigt sich unter anderem
wegen der dargestellten Beschriftung. Es sei lediglich darauf hingewiesen, daß die
numerischen Anzeigevorrichtungen des Steuergerätes nach Fig. 3 und des Anzeigegerätes
nach Fig. 4 mehrfach ausgenutzt werden. Und zwar werden nacheinander die Tageszeit,
die Temperatur, die relative Feuchte und andere Werte angezeigt. Der gerade angezeigte
Wert wird durch eine der Leuchtdioden 15 gekennzeichnet.
-
Die mit Pfeilen dargestellten Tasten in Fig. 3 dienen zur Eingabe
der jeweiligen Soll-Werte für Temperatur und relativer Feuchte.
-
Nach Eingabe des Soll-Wertes für die Temperatur kann der höchstzulässige
Wert für die relative Feuchte entsprechend der abgespeicherten in Fig. 2 dargestellten
Funktion abgefragt werden. Der Benutzer bzw. bei gewerblich betriebenen Saunas das
Bedienpersonal kann dann entscheiden, ob dieser Wert als Obergrenze für die Aufgußüberwachung
bei Saunabetrieb beibehalten werden soll oder ob ein geringerer Wert einzustellen
ist. Diese Maßnahme kann auch beim Betrieb mit kontinuierlicher Feuchte-Regelung
durchgeführt werden. Es kann somit sichergestellt werden, daß insbesondere bei älteren
und gefährdeten Menschen keine körperliche überbelastung auftritt.
-
Fig. 5 stellt ein einfaches Fernbediengerät dar, wie es grundsätzlich
von Fernsehgeräten her bekannt ist.
-
Die mit Hilfe der Tasten 16, 17, 18, 19 eingegebenen Daten, werden
über Ultraschall- oder Infrarotbestrahlung einem mit dem Steuergerät 2 (Fig. 1)
in Verbindung stehenden Empfänger mitgeteilt und gelangen von dort in einen entsprechenden
Speicher des Steuergerätes 2.
-
Fig. 6 stellt ein stark vereinfachtes Flußdiagramm als Beispiel für
ein Programm zur Aufgußüberwachung für einen im Steuergerät 2 (Fig. 1) enthaltenen
Mikroprozessor dar. Nach dem Start bei 21 erfolgt die Eingabe der Soll-Temperatur
bei 22 und die Eingabe, ob eine Aufgußüberwachung durchgeführt werden soll, bei
23.
-
Soll keine Aufgußüberwachung durchgeführt werden, so wird das Programm
über die Verzweigungen 24 und 30 mit der Temperaturregelung 31 fortgesetzt, worauf
eine weitere Verzweigung 32 in Abhängigkeit davon
erfolgt, ob die
Soll-Werte für die Temperatur angepaßt werden sollen. Wenn nicht, wird die Temperatur
über die Schleife 30, 31, 32 geregelt. Sind die Soll-Werte anzupassen, wird der
Eingabevorgang beginnend bei 22 wiederholt.
-
Wird eine Aufgußüberwachung durch eine entsprechende Eingabe bei 23
gewünscht, so folgt auf die Verzweigung 24 die Festlegung des Aufgußintervalls bei
25 sowie die Ausgabe der Grenzen für die relative Feuchte bei 26. Für den Fall,
daß der Benutzer die angezeigten Werte an seine Bedürfnisse anpassen möchte, wird
bei 28 eine Eingabe eines zwischen den Grenzwerten liegenden Wertes für die relative
Feuchte durchgeführt. In beiden Fällen verzweigt sich das Programm bei 30 in Abhängigkeit
von der bei 23 erfolgten Eingabe.
-
Wenn eine Aufgußüberwachung gewünscht ist, wird bei 33 entschieden,
ob die Temperatur innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches ist. Ist dies
nicht der Fall kehrt das Programm zur Temperaturregelung zurück, ohne daß ein Aufguß
erfolgt. Wenn sich jedoch die Ist-Temperatur in dem vorgesehenen Bereich befindet,
wird bei 34 geprüft, ob der Ist-Wert größer als der Soll-Wert der relativen Feuchte
ist. Ist dies nicht der Fall, wird bei 35 eine mögliche Zusatzbelüftung ausgeschaltet
und, falls das bei 25 eingegebene Aufgußintervall abgelaufen ist, über die Verzweigung
36 bei 37 ein Zeitglied (Timer) für die Befeuchtung gesetzt. Danach wird das Programm
mit der Temperaturregelung bei 31 fortgesetzt.
-
Ergibt sich jedoch bei 34, daß der Soll-Wert für die relative Feuchte
überschritten ist, wird bei 38 eine mögliche Zusatzbelüftung eingeschaltet und bei
39 das Zeitglied für die Befeuchtung rückgesetzt.
-
Das Zeitglied für das eigentliche "Aufgußventil" kann durch einen
Programmteil (Software) oder durch eine entsprechende Schaltung (Hardware) gebildet
werden. Es kann dabei je nach Wasserdurchsatz für die Befeuchtung eine Einschaltzeit
von beispielsweise 1 bis 10 Sekunden vorgegeben werden. Bei überschreitung der vorgegebenen
Feuchte kann dieses Zeitglied vorzeitig zurückgesetzt werden.
-
- Leerseite -