NO20111006A1 - Anordning for begrensning av energien som benyttes i en dusj - Google Patents

Abstract

En anordning for begrensning av energien som benyttes i en dusj innrettet til å plasseres i en dusjvannstrøm, omfattende et innløp for dusjvannstrømmen, et utløp for dusjvannstrømmen og en temperaturstyrt ventil anbragt mellom innløpet og utløpet. Den temperaturstyrte ventilen omfatter et termomateriale, og er videre innrettet til å la dusjvannstrømmen flyte hovedsakleig upåvirket fra innløpet til utløpet ved en lav temperatur i termomaterialet, og videre innrettet til å redusere dusjvannstrømmen fra innløpet til utløpet ved en høy temperatur.

Description

ANORDNING FOR BEGRENSNING AV ENERGIEN SOM BENYTTES I ET DUSJBAD

Innledning

Den foreliggende oppfinnelsen angår en anordning for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad, og mer bestemt en begrensningsanordning for å begrense den tilgjengelige energien i et dusjbad med varmt vann.

Bakgrunnsteknikk

Oppvarming av vann er en av de mest energikrevende oppgavene i en husholdning. En begrensning av mengden varmtvann som forbrukes vil begrense energiforbruket og redusere totalkostnadene for en husholdning.

En av de mest benyttede løsningene for å redusere energien i et dusjbad er å installere en såkalt sparedusj som reduserer volumstrømmen gjennom dusjhodet. Både dusjhoder med fast reduksjon og fast volumstrøm eksisterer. Imidlertid forhindrer ikke denne løsningen brukeren fra å dusje lenger for å bedre velværet av dusjbadet, slik at den i stedet faktisk kan få brukeren til å øke dusjtiden fordi følelsen av velvære kan ha blitt redusert.

Fra bakgrunnsteknikken er det kjent å begrense tiden for en vannstrøm i en dusj. En dusj med en myntautomat benyttes ofte i offentlige dusjer, for eksempel på campingplasser og sportsarenaer. En anordning for å styre volumstrømmen og en ventil benyttes til å skru av vannet etter en forhåndsbestemt tidsperiode. Etter at ventilen har blitt lukket av anordningen som styrer volumstrømmen må brukeren putte på en mynt til for å få et nytt dusjbad. Løsninger med myntautomater er ikke ønskelig for private husholdninger og lignende løsninger med en enkel trykk-knapp for å starte en ny dusjperiode eksisterer også.

Løsningene beskrevet ovenfor begrenser tiden for en dusjperiode og hovedhensikten med disse er å sikre at dusjen blir slått av etter bruk i offentlige områder. Deres bidrag til å begrense energien for hele dusjbadet er ikke spesielt stor, fordi brukeren ganske enkelt kan starte en ny dusjperiode straks etter dusjperioden som er terminert av tidsbegrensningsanordningen.

Termostatelementer benyttes i dusjer og vannkraner for å styre temperaturen til dusjen eller tappevannet. Lignende elementer benyttes også for å begrense temperaturen til varmtvannet for å redusere faren for skolding.

Mange anordninger i følge bakgrunnsteknikken benytter ekstern kraftforsyning for å begrense tiden på en dusjperiode.

US patent US 6899133 B2 beskriver en automatisk eksternt montert dusjtimer og anordning for volumstrømsregulering som mottar energi fra et lavspenningsbatteri.

Ingen av anordningene eller fremgangsmåtene tilgjengelige ifølge bakgrunnsteknikken kan benyttes til å redusere energiforbruket til hele dusjbadet uten tilgang på ekstern energi.

Kort sammendrag

Oppvarming av vann er en av de mest energikrevende oppgavene i en husholdning. En begrensning av mengden varmtvann som forbrukes vil begrense mengden energi forbrukt.

For en typisk familie bidrar kostnadene til oppvarming av dusjvann signifikant til totalkostnadene for energi i husstanden. Det er derfor et mål med den foreliggende oppfinnelsen å frembringe en anordning som begrenser energiforbruket til hele dusjbadet uten bruk av ekstern energi for å redusere disse kostnadene.

Energiforbruket i et dusjbad kan begrenses signifikant ved en anordning for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad i følge oppfinnelsen. I tillegg reduseres vannforbruket og energi som benyttes til rensing av avløpsvannet. Det er ingen knapper eller tilleggs-styring som brukeren må betjene for at dusjen skal virke. Anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad begrenser i realiteten energien i hele dusjbadet og ikke bare en tidsbegrenset dusjperiode som kan repeteres slik som i bakgrunnsteknikken.

I en utførelse er oppfinnelsen en anordning for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad innrettet til å plasseres i en dusjvannstrøm, omfattende et innløp og et utløp for dusjvannstrømmen og en temperaturstyrt ventil anbrakt mellom innløpet og utløpet. Den temperaturstyrte ventilen omfatter et termomateriale, og er videre innrettet til å la dusjvannstrømmen flyte hovedsakelig upåvirket fra innløpet til utløpet ved en lav temperatur i termomaterialet, og videre innrettet til å redusere dusjvannstrømmen fra innløpet til utløpet ved en høy temperatur i termomaterialet som varmes opp av vanngjennomstrømningen i dusjen.

Med økende temperatur og varighet på vannstrømningen øker temperaturen inne i ventilen og dermed også temperaturen til termomaterialet, som får ventilen til å bevege seg mot en lukket posisjon. Dette begrenser mengden energi som kan forbrukes i et dusjbad.

I en utførelse omfatter anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad ifølge oppfinnelsen, i det minste én bypasskanal mellom innløpet og utløpet for en konstant vannstrøm uavhengig av temperaturen i termomaterialet. Dette tillater en begrenset vannstrøm så lenge man ønsker, selv om temperaturen har nådd den høye temperaturen som får ventilen til å stenge. Dersom den temperaturstyrte ventilen har lukket før det var planlagt at dusjen skulle avsluttes, kan man avslutte dusjbadet men med en begrenset mengde vann. Med en konstant vannstrøm kan man også redusere risikoen for uønsket støy og kavitasjon i f.eks. rørene tilkoplet anordningen.

I en utførelse av anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad er den temperaturstyrte ventilen innrettet til å redusere vannstrømmen gradvis og med en reduksjonstidsforsinkelse i forhold til en stigende temperatur til vannet i vannstrømmen, og videre innrettet til å øke vannstrømmen gradvis og med en økningstidsforsinkeise i forhold til en synkende temperatur til vannet.

Lukkingen kan være øyeblikkelig, men vil i de fleste tilfeller redusere vannstrømmen over en viss tid, noe som gir brukeren et varsel om at dusjtiden er over. I en utførelse av oppfinnelsen hvor bypasskanalene benyttes vil noe vann strømme gjennom bypasskanalene, noe som gir brukeren mulighet til å avslutte dusjbadet ved f.eks. å vaske vekk gjenværende såpe og sjampo. Imidlertid vil ikke dusjbadet med redusert vannstrøm oppmuntre brukeren til å forlenge dusjbadet ytterligere. Så lenge det varme vannet strømmer gjennom anordningen vil ventilen forbli lukket og det er ingen annen måte å åpne ventilen på enn å skru av vannet, eller i det minste varmtvannet og la ventilen kjøle ned.

Termomaterialet som benyttes i en utførelse av oppfinnelsen kan være termovoks. Termovoksen har egenskaper som sammenfaller med den ønskede oppførselen til anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad. Den store volumendringen til voksen når den går fra fast til flytende form eller vice versa er fordelaktig når det er snakk om forflytning av ventilen. Med en termovoks inne i anordningen vil det ta noe tid før ventilen lukker og det vil ta noe tid før den vil åpne igjen. Siden termovoksen må kjøles ned før anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad kommer i en åpen posisjon er det ikke mulig å starte en annen dusj straks etter at vanngjennomstrømningen i dusjen har blitt redusert. Man kan ikke manuelt åpne for en full vanngjennomstrømning og fortsette dusjbadet.

Anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad ifølge oppfinnelsen vil begrense bruken av varmt vann under hele dusjbadet og dermed energiforbruket til dusjbadet. Anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad ifølge oppfinnelsen vil ikke ha behov for noen ekstern kraftforsyning, og det er ikke behov for at brukeren betjener eller styrer anordningen. Kun energien i vannet benyttes til å begrense energien. Anordningen er derfor enkel og kan produseres til en lav pris hvorved hver husholdning vil se en økonomisk fordel ved å installere anordningen i sine dusjer. Slike personlige innsparinger vil resultere i en stor reduksjon av energiforbruket i samfunnet. Ved ganske enkelt å redusere mengden vann som benyttes vil også energiforbruket i området reduseres på grunn av redusert behov for vannrensing.

Beregninger viser at for en familie på 4 vil energireduksjonen være på rundt 1 MWh per år når dusjtiden reduseres fra 7 til 5 minutter. Dette vil i tillegg bety et redusert vannforbruk på 25 000 liter vann per år og tilsvarende energireduksjon for rensing av avløpsvann på 25 kWh per år. Gjennomsnittelig varighet på tiden for et dusjbad i Norge er mellom 7 og 13 minutter, slik at den faktiske reduksjonen kan være ennå større. For et samfunn eller land med 5 millioner mennesker kan dette bety en energireduksjon på over 100 GWh, eller en C02 reduksjon på over 20 000 tonn dersom bare 10% av husholdningene hadde installert anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad.

Kort figurforklaring

Fig. 1 illustrerer i en del av et snitt av en anordning for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad ifølge en utførelse av oppfinnelsen ved en lav temperatur TO til venstre, og ved en høy temperatur T1 til høyre. Man kan se at volumstrømmen F reduseres ved høy temperatur.

Utførelser av oppfinnelsen

Med henvisning til de vedlagte tegningene vil anordningen og systemet ifølge oppfinnelsen bli forklart i mer detalj.

Fig. 1 illustrerer i en del av et snitt en utførelse av en anordning for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad ifølge oppfinnelsen. Til venstre er det illustrert at en vannstrøm (F) strømmer hovedsakelig upåvirket mellom et innløp (2) og et utløp (3) ved en lav temperatur (T1) i et termomateriale (5), mens det er illustrert at vannstrømmen (F) er vesentlig redusert ved en høyere temperatur (T1).

I følge en utførelse er oppfinnelsen er anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad (1) innrettet til å settes inn i en vannstrøm (F) som omfatter et innløp (2) og et utløp (3) for dusjvannstrømmen (F) og en temperaturstyrt ventil (4) anbrakt mellom innløpet (2) og utløpet (3). Den temperaturstyrte ventilen (4) omfatter et termomateriale (5), og er videre innrettet til å la vannstrømmen (F) flyte hovedsakelig upåvirket fra innløpet til utløpet ved en lav temperatur (TO) i termomaterialet (5), og videre innrettet til å redusere vannstrømmen (F) fra innløpet til utløpet ved en høy temperatur (T1) i termomaterialet.

Med økende temperatur og varighet på vannstrømmen øker temperaturen inne i ventilen og dermed stiger også temperaturen til termomaterialet gradvis, noe som får ventilen til å bevege seg mot en lukket posisjon. Dette begrenser mengden energi som kan forbrukes i et dusjbad.

I en utførelse er den temperaturstyrte ventilen (4) innrettet til å redusere vannstrømmen

(F) til null ved en høy temperatur (T1) i termomaterialet (5).

I en utførelse er anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad

plassert etter blandebatteriet for varmt og kaldt vann, og vil fungere under påvirkning av temperaturen på det blandete vannet, uavhengig av temperaturen til varmtvanns-tilførselen. Temperaturen til det blandede vannet kan kontrolleres uavhengig av begrensningsanordningen slik som i en dusj uten en anordning for begrensning av

energien som benyttes i et dusjbad. Andre dusjkomponenter slik som f.eks. dusjhodet og blandebatteriet kan være som for en ordinær dusj.

Anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad ifølge oppfinnelsen kan i en utførelse være innrettet til enkelt å installeres mellom blandebatteriet og dusjslangen.

I en utførelse er anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad innrettet til å ettermonteres mellom blandebatteriet og dusjslangen eller mellom dusjslangen og dusjhodet. I denne utførelsen kan anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad omfatte festemidler som gjør det enkelt å installere anordningen for en ikke-profesjonell bruker som illustrert i Fig. 1, hvor det gjengede innløpet og utløpet passer direkte sammen med eksisterende dusjutstyr. I en foretrukket utførelse kan ikke anordningen fjernes uten bruk av verktøy for å forhindre at brukere kopler seg forbi anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad. I en utførelse er anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad innrettet mellom dusjslangen og blandebatteriet hvor det ikke er behov for noe verktøy for å frigjøre anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad fra blandebatteriet. På denne måten kan anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad enkelt løsnes og rengjøres ved å f.eks. dyppe den i en bøtte med antibakterielt rengjøringsmiddel. Dette kan gjøres med jevne mellomrom for å sikre at bakterier slik som legionella ikke kan gro inne i anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad. Det er ikke nødvendig å fjerne dusjslangen fra anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad under rengjøringsoperasjonen, og som beskrevet ovenfor bør det fortrinnsvis ikke være enkelt for brukeren å fjerne dusjslangen fra anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad uten bruk av verktøy.

Imidlertid kan anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad også være anbrakt inne i dusjhodet, inne i blandebatteriet eller inne i dusjslangen.

I en utførelse av anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad ifølge oppfinnelsen, omfatter den i det minste én bypasskanal (7) mellom innløpet (2) og utløpet (3) for en konstant vannstrøm (F) uavhengig av temperaturen. Dette tillater en begrenset vanngjennomstrømning så lenge man ønsker selv om temperaturen har nådd den høye temperaturen som får ventilen til å stenge. Dersom den temperaturstyrte ventilen har lukket før det var planlagt at dusjen skulle avsluttes, kan man avslutte dusjbadet men med en begrenset mengde vann. Med en konstant vannstrøm kan man også redusere risikoen for uønsket støy i f.eks. rørene tilkoplet anordningen. I en utførelse av oppfinnelsen er den begrensede vannstrømmen bestemt av at vannstrømmen flyter gjennom en ventil som ikke stenger helt. Bypasskanalen i denne utførelsen er passiv og volumstrømmen vil variere med endringer i vanntrykket. I en annen utførelse av oppfinnelsen kan bypasskanalene omfatte aktive elementer slik som en volumstrømsventil, hvor strømningen gjennom bypasskanalen er hovedsakelig uavhengig av vanntrykket. I en utførelse av oppfinnelsen kan vannstrømmen (F) gjennom bypasskanalen (7) være på omkring 20% av den uendrede vannstrømmen (F) gjennom anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad (1) når ventilen (4) er åpen.

Termomaterialet som benyttes i en utførelse av oppfinnelsen kan være termovoks. Termovoksen har egenskaper som sammenfaller med den ønskede oppførselen til anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad (1). Den store volumendringen til voksen når den går fra fast til flytende form eller vice versa er fordelaktig når det er snakk om forflytning av ventilen. Med en termovoks inne i anordningen vil det ta noe tid før ventilen lukker når temperaturen øker og det vil ta noe tid før den vil åpne igjen når temperaturen synker. Siden termovoksen må kjøles ned før anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad kommer i en åpen posisjon er det ikke mulig å starte en annen dusj straks etter at vannstrømmen i dusjen har blitt redusert. Man kan ikke manuelt åpne for en full vannstrøm og fortsette dusjbadet.

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen er den temperaturstyrte ventilen (4) innrettet til å redusere vannstrømmen (F) gradvis og med en reduksjonstidsforsinkelse (x1) i forhold til en stigende temperatur (Tw) til vannet i vannstrømmen (F), og videre innrettet til å øke vannstrømmen (F) gradvis og med en økningstidsforsinkelse (x2) i forhold til en synkende temperatur (Tw) til vannet.

I denne utførelsen vil vannstrømmen være hovedsakelig uendret for i en tidsperiode etter at dusjen har blitt slått på og vannstrømmen med den høye temperaturen har begynt å strømme. Ventilen vil dermed lukke anordning for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad. Lukkingen kan være øyeblikkelig, men vil i de fleste tilfeller redusere vannstrømmen over en viss tid, noe som gir brukeren et varsel om at dusjtiden er over. I en utførelse av oppfinnelsen hvor bypasskanalene benyttes vil noe vann strømme gjennom bypasskanalene, noe som gir brukeren mulighet til å avslutte dusjbadet ved f.eks. å vaske vekk gjenværende såpe og sjampo. Imidlertid vil ikke dusjbadet med redusert vannstrøm oppmuntre brukeren til å forlenge dusjbadet ytterligere. Så lenge det varme vannet strømmer gjennom anordningen vil ventilen forbli lukket og det er ingen annen måte å åpne ventilen på enn å skru av vannet, eller i det minste varmtvannet og la ventilen kjøle ned. I en utførelse av oppfinnelsen kan tiden for nedkjøling av anordningen være 5 til 6 minutter ved romtemperatur, og varigheten på dusjbadet omkring 5 minutter med normal vanntemperatur (Tw) på 38 til 40 grader Celsius.

I en utførelse av oppfinnelsen har vannstrømmen (F) gjennom ventilen (4) et hystereseforhold til temperaturen til termomaterialet.

Termostatisk voks kan benyttes i såkalte termostatiske vokselementer i en utførelse av oppfinnelsen. Slike elementer kan produseres for å operere i ulike temperaturområder som bestemmes av sammensetningen av den termostatiske voksen. Vokselementet som kan benyttes i oppfinnelsen bør ha en arbeidstemperatur i området 38 grader Celsius. I en utførelse av oppfinnelsen kan det termostatiske vokselementet være et såkalt "Squeeze-Push" element.

Tidsforsinkelsen (x) fra vannstrømmen kan passere uendret fra innløpet (2) til utløpet (3) i anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad (1), til lukking av ventilen (4) avhenger av tidsperioden fra vannstrømmen starter, til tidspunktet for når voksen smelter. I en utførelse av oppfinnelsen omfatter anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad (1) et isolasjonsmedlem (6) som i det minste delvis omslutter termomaterialet (5) og isolerer termomaterialet (5) fra vannstrømmen

(F). Isolasjonsmedlemmet (6) kan være et hus fylt med en eller flere typer sammensetninger av isolasjon som luft, gass, ekspandert plast eller andre typer

isolasjonsmateriale. Dette isolasjonsmaterialet er innrettet til å forlenge tiden før vokstemperaturen øker og bringer ventilen (4) til en lukket posisjon. Isolasjonsmedlemmet (6) kan være ekspanderende slik at det dekker hele den ekspanderende termovoksen til ventilen (4). I en utførelse er den termostatiske voksen

omfattet av det termostatiske vokselementet. I denne utførelsen kan isolasjonsmedlemmet (6) omslutte det termostatiske vokselementet.

For å sikre at ventilen (4) trekker seg sammen når den termostatiske voksen (5) har gjenoppnådd en lav temperatur, omfatter anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad (1) i en utførelse av oppfinnelsen en returfjær (8). Returfjæren (8) kan være anbrakt mellom et hus for ventilen og et ekspanderende ventilmedlem som omfatter termomaterialet (5). Det ekspanderende ventilmedlemmet kan være et termostatisk ventilelement, slik som et "squeeze push" element.

I en utførelse av oppfinnelsen omfatter anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad (1) en åpen plate (9) anbrakt mellom det termostatiske ventilelementet og huset. Den åpne platen (9) er innrettet til å støtte en ende av det termostatiske vokselementet, og å tillate vann å strømme fra innløpet til utløpet. Platen er derfor åpen bortsett fra de områdene hvor den støtter det termostatiske elementet.

Anordningen for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad ifølge oppfinnelsen vil begrense bruken av varmt vann under dusjbad og dermed energiforbruket til husholdningen.

Claims (8)

1. En anordning for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad (1) innrettet til å settes inn i en vannstrøm (F) som omfatter; - et innløp (2) for vannstrømmen (F), - et utløp (3) for vannstrømmen (F), - en temperaturstyrt ventil (4) innrettet mellom innløpet (2) og utløpet (3), hvor den temperaturstyrte ventilen (4) omfatter et termomateriale (5), og er innrettet til å la vannstrømmen (5) strømme hovedsakelig upåvirket fra innløpet (2) til utløpet (3) ved en lav temperatur (TO) i termomaterialet (5), og videre innrettet til å redusere vannstrømmen (5) fra innløpet (2) til utløpet (3) ved en høy temperatur (T1).

2. En anordning for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad (1) ifølge krav 1, hvori den temperaturstyrte ventilen (4) er innrettet til å redusere vannstrømmen (F) til null ved en høy temperatur (T1) i termomaterialet (5).

3. En anordning for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad (1) ifølge krav 1 eller 2 som omfatter i det minste én bypasskanal (7) mellom innløpet (2) og utløpet (3) for en konstant vannstrøm (F) uavhengig av temperaturen i termomaterialet (5).

4. En anordning for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad (1) ifølge ethvert av kravene 1 til 3, hvor den temperaturstyrte ventilen (4) er innrettet til å redusere vannstrømmen (F) gradvis og med en reduksjonstidsforsinkelse (x1) i forhold til en stigende temperatur (Tw) til vannet i vannstrømmen (F), og videre innrettet til å øke vannstrømmen (F) gradvis og med en økningstidsforsinkelse (x2) i forhold til en synkende temperatur (Tw) til vannet.

5. En anordning for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad (1) ifølge krav 4, hvori vannstrømmen (F) gjennom den temperaturstyrte ventilen (4) har et hystereseforhold til temperaturen (Tw).

6. En anordning for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad (1) ifølge krav 1, hvor termomaterialet (5) er en termostatisk voks.

7. En anordning for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad (1) ifølge krav 1, som omfatter et isolasjonsmedlem (6) som i det minste delvis omslutter termomaterialet (5).

8. En anordning for begrensning av energien som benyttes i et dusjbad (1) ifølge krav 1, hvor ventilen (4) omfatter en returfjær (8).