DE3511436C2 - Verfahren zur Befeuchtung der Luft in einer Sauna - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren 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 Luftfeuchte­ gehalt fällt die relative Feuchte bei steigender Tem­ peratur und steigt bei sinkender Temperatur. Deshalb stellt sich in einer Saunakabine bei ca. 90°C eine relative Feuchte von kleiner als 10% (ca. 2% 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°C als angenehm, während an Tagen mit nie­ driger 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 Was­ ser, eventuell versetzt mit Duftstoffen oder medizi­ nischen Ölen, auf die heißen Steine des Ofens oder spezielle Verdampferpfannen versprüht werden. Da­ durch wird kurzzeitig die relative Luftfeuchte in der Saunakabine erhöht, die Schweißbildung des Benut­ zers beschleunigt bzw. durch medizinische Öle 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-1 59 526), bei denen der Aufgußvorgang mecha­ nisiert 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. Außer­ dem kann bei der bekannten Schaltanlage für die Ver­ dampfung vorgesehenes Wasser in den Tiegel gelangen, wenn der Ofen nicht die zur Verdampfung erforder­ liche Temperatur aufweist, so daß ein "Überfluten" der Sauna nicht ausgeschlossen ist.

Es ist ferner eine Sauna mit einem Feuchtigkeits­ regler bekannt (DE-A1-26 15 294), bei welchem jedoch die Feuchtigkeit auf einen vorgegebenen Wert gere­ gelt wird, welcher je nach in der Kabine vorliegen­ der Temperatur zu hoch oder zu niedrig sein kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das aus Sicherheitsgründen und gesundheitlichen Gründen eine zu hohe bzw. zu niedrige relative Feuchte verhindert.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß durch Aufgusse oder kontinuierliches Versprühen von Feuchtigkeit die relative Feuchte in der Saunakabine auf einen günstigen Wert gehalten wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maß­ nahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbes­ serungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. So kann beispielsweise mit Hilfe des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens nicht nur eine Sauna als fin­ nische Sauna, d. h. mit hoher Kabinentemperatur und geringer relativer Feuchte, sondern auch eine Dampf­ kabine als Dampfbad betrieben werden, bei welchem die Luft mit Feuchtigkeit gesättigt ist und die Temperaturen ca. 40 bis 50°C betragen. Schließlich kann eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aus­ gerüstete Sauna auch als sogenannte Bio-Sauna betrie­ ben werden, bei welcher bei Temperaturen von 40 bis 55°C und einer relativen Feuchte von ca. 60% gear­ beitet wird. Diese Betriebsarten einer Sauna sowie mögliche Zwischenstufen können mit dem erfindungs­ gemäßen Verfahren 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 Ausführungsbei­ spiels,

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung des Zusammen­ hangs der relativen Feuchte und der Kabinen­ temperatur 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.

Die Anordnung nach Fig. 1 ist bei 1 an das Drehstrom­ netz angeschlossen. Über ein zentrales Steuergerät 2 wird unter anderem die Heizleistung des Ofens 3 der­ art 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-Tempe­ ratur verglichen. Entsprechend wird die dem Ofen zu­ geführte elektrische Energie gesteuert. Das Steuer­ gerät ist mit einer Bedien- und Anzeigevorrichtung 20 ausgestattet, welche außer verschiedenen Schal­ tern, Drucktasten und LED-Anzeigen auch eine mehr­ stellige 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 Sicherheitsabschal­ tung vorgesehene welche von einer Temperatursiche­ rung 6 gesteuert wird und bei Überschreiten einer höchstzulässige Temperatur mit Hilfe eines Sicher­ heitsschutzes die Stromversorgung abschaltet.

Zur Befeuchtung der in der Kabine befindlichen Luft ist eine Vorrichtung 7 vorgesehen, die je nach Zweck­ mäßigkeit verschieden ausgeführt sein kann. Bei einer ersten Gruppe von Weiterbildungen der Erfin­ dung dient die Vorrichtung 7 dazu, Aufgüsse automa­ tisch 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 einschal­ ten. 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 Vorrich­ tung 7 in einstellbaren Abständen betätigt werden. In der Praxis kommen hier Intervalle zwischen 1 bis 60 Minuten in Frage. Die Betätigung der Vorrich­ tung 7 unterbleibt, wenn die Temperatur in der Ka­ bine 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 Sauna­ kabine.

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 so­ mit zwei Regler kombiniert, wobei der Feuchte-Regler vorzugsweise nur im Proportionalband des Temperatur­ reglers 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. Erforderlichen­ falls kann jedoch ein Dreipunktregler verwendet werden, bei dem eine zusätzliche Entfeuchtungsstufe (z. B. durch Belüften oder Wasserkondensation) vorge­ sehen 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 er­ gänzt 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 Lufttem­ peratur in einer Saunakabine und der relativen Feuchte dar, welche im allgemeinen für das Wohlbe­ finden der Benutzer der Kabine erforderlich ist. Als Parameter wurde jeweils eine absolute Feuchte von 10 g/m³, 30 g/m³ und 85 g/m³ gewählt. Für eine finni­ sche Sauna hat sich ein gesundheitlich sinnvoller Bereich zwischen 10 g/m³ und 30 g/m³ herausgestellt. Dieses gilt bezüglich der Schweißbildung und im Hin­ blick auf die Schleimhäute, welche bei zu geringer Feuchte beim Saunagang austrocknen. Die genannte Spanne für die absolute Feuchte ergibt beispiels­ weise bei einer Temperatur von 90°C eine relative Feuchte von 2% bis 7%.

Vorteilhafterweise wird also eine Regelung der Feuchte bzw. eine Aufgußüberwachung einer finnischen Sauna sich auf den in Fig. 2 waagerecht schraffier­ ten Bereich abstützen, was nicht bedeutet, daß sie auf diesen Bereich eingeschränkt ist. Als Beispiel für eine recht hohe absolute Feuchte dient die 85 g/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°C 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%, während ein Dampf­ bad im Sättigungsbereich betrieben wird. Die entspre­ chenden Bereiche, auf die sich eine Feuchte-Regelung für eine Bio-Sauna bzw. ein Dampfbad mit dem erfin­ dungsgemäßen System bezieht, sind in Fig. 2 schräg schraffiert. Die genannten Werte dienen zur Erläu­ terung der Wirkungsweise der Erfindung und geben keine allgemein gültigen medizinischen Erkenntnisse wieder.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen Beispiele für die Ausbildung des Steuergerätes 2, der Anzeigevorrichtung 10 und einer Fernbedienung 9. Eine ins einzelne gehende Er­ läuterung der einzelnen Bedien- und Anzeigeelemente erübrigt sich unter anderem wegen der dargestellten Beschriftung. Es sei lediglich darauf hingewiesen, daß die numerischen Anzeigevorrichtungen des Steuer­ gerätes 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 Leuchtdio­ den 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 darge­ stellten Funktion abgefragt werden. Der Benutzer bzw. bei gewerblich betriebenen Saunas das Bedienper­ sonal kann dann entscheiden, ob dieser Wert als Ober­ grenze 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 durch­ geführt werden. Es kann somit sichergestellt werden, daß insbesondere bei älteren und gefährdeten Men­ schen 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 Infrarotbestrah­ lung einem mit dem Steuergerät 2 (Fig. 1) in Verbin­ dung stehenden Empfänger mitgeteilt und gelangen von dort in einen entsprechenden Speicher des Steuer­ gerätes 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 Ein­ gabe, 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 ange­ paßt 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 Verzwei­ gung 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 abge­ laufen ist, über die Verzweigung 36 bei 37 ein Zeit­ glied (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 beispiels­ weise 1 bis 10 Sekunden vorgegeben werden. Bei Über­ schreitung der vorgegebenen Feuchte kann dieses Zeit­ glied vorzeitig zurückgesetzt werden.

Claims (12)

1. Automatisches Verfahren zur Befeuchtung der Luft in einer Sauna mit Hilfe eines Steuergerätes, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung von Feuchtigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur in der Saunakabine mit Hilfe des Steuergeräts (2) gesteuert wird, das eine Verdampfungseinrichtung (7) automatisch betätigt, so daß vorgegebene temperaturabhängige Werte der relativen Feuchte nicht überschritten werden, wobei die Betätigung automatisch unterbleibt, wenn die Temperatur in der Saunakabine unter einem vorgegebenen Wert liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuergerät (2) die Verdampfungseinrichtung (7) in einstellbaren Zeitabschnitten betätigt.

3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung von Feuchtigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur in der Saunakabine durch die Menge des mit jeweils einer Betätigung verdampften Wassers gesteuert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Anzeigevorrichtung (20, 10), welche die jeweils bis zu einer Betätigung verbleibende Zeit anzeigt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Vorrichtung (7) zur Verdampfung von Wasser derart gesteuert wird, daß eine relative Feuchte in der Saunakabine erreicht wird, welche in einer vorgegebenen Beziehung zur Temperatur in der Saunakabine steht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Abweichungen von den vorgegebenen Werten einstellbar sind.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Temperatur in einem Bereich von etwa 30°C bis etwa 125°C und die relative Feuchte bis 100% einstellbar sind.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit Hilfe einer Anzeigevorrichtung (20, 10) nach der Eingabe eines Wertes für die Tem­ peratur der höchstzulässige Wert der relativen Feuchte anzeigbar ist.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Fernbedienung (9).

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Steuer­ gerät (2) eine Anzeigevorrichtung (20) für die Temperatur, die relative Feuchte und ggf. andere Informationen angeordnet ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine weitere Anzeigevorrichtung (10), die in der Saunakabine angeordnet ist.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Mikroprozessors.