Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung einer oberflächlichen Kondensation von Wasserdampf sowie eine Vorrichtung zum Einbau in einen Feuchtraum zur Verhinderung einer oberflächlichen Kondensation von Wasserdampf.

[0002] Bei einer Dusche entwickelt sich in kurzer Zeit viel Dampf, welcher sich im gesamten Badezimmer verteilt und an den Wänden, Armaturen und Spiegeln niederschlägt. Diese bedeckende Nässe führt mit der Zeit zu Schäden an Oberflächen und der Bausubstanz. Zudem kann die

Feuchtigkeit das Risiko der Schimmelbildung erhöhen.

[0003] Bei einer warmen Dusche werden bis zu 2600 ml Wasserdampf pro

Stunde an die Umgebung abgeben. Bei einer durchschnittlichen

Duschdauer von 10 Minuten sind demnach zur Folge bis zu 433,3 ml Feuchtigkeit zusätzlich in der Luft. Aufgrund teilweise unpassender Anordnung, mangelhafter Leistungsfähigkeit und schlechter Wartung von Abzugsanlagen sind diese Systeme nicht in der Lage die

Feuchtigkeitsspitzen, die bei einer Dusche entstehen, auszugleichen. Trotz vorhandener automatischen Lüftungsvorrichtung oder einem Fenster kommt es zu einer oberflächlichen Kondensation von Wasserdampf. Bei dauerhaft hoher Luftfeuchtigkeit und unzureichender Belüftung wird die Bildung von gesundheitsgefährdendem Schimmel begünstigt.

[0004] In DE 10200403612 B4, DE 20310568 U1 und DE 3518138 A1 sind

Systeme beschrieben, welche auf Basis der Kondensation die Dusche entfeuchten. Dabei wird in DE 3518138 A1 die feuchtwarme Luft oberhalb der Duschkabine über einen Ventilator abgeführt und mit einer vom Kaltwasser gekühlten Deckenfläche entfeuchtet. Im Gegensatz dazu wird in DE 10200403612 B4 der Dampf im unteren Bereich der Dusche über einen Kanal hinter der Duschkabine abgeführt. Mit Hilfe der

Kaltwasserleitung wird der Dampf an einem Gegenstromwärmetauscher zur Kondensation gebracht.

[0005] Bei den Schriften DE 4124865 C2 und DE 20310568 U1 werden

geschlossene Hauben verwendet um die Verteilung des Dampfes im Badezimmer zu unterbinden. In DE 4124865 C2 wird dabei ein

bürstenähnliches Material verwendet um die Tropfen aus der Luft abzuscheiden. In DE 20310568 U1 wird die Entfeuchtung über eine Kühleinrichtung realisiert. Dabei wird die Kühleinrichtung von dem

Kaltwasser betrieben.

[0006] Die eingangs beschriebenen Systeme werden entweder fest installiert und sind dabei mit erheblichem Installationsaufwand verbunden oder es können nachträglich Hauben auf die Duschabtrennung angebracht werden. Diese Hauben stellen jedoch einen erheblichen Einschnitt in die ästhetische Gestaltung des Badezimmers dar und führen mit der mangelhaften Luftzirkulation zu einem schlechten Duschklima.

Darstellung der Erfindung

[0007] Die Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zur Verhinderung einer oberflächlichen Kondensation von Wasserdampf bereitzustellen, welches einfach in jedem bestehenden Duschraum durchführbar ist. Des Weiteren ist es die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Einbau in einen Feuchtraum zur Verhinderung einer oberflächlichen Kondensation von Wasserdampf bereitzustellen, welche eine einfache nachträgliche Installation in einen bestehenden Duschraum ermöglicht, wobei ein Eingriff in den Duschraum so gering wie möglich ausfällt und eine ästhetische Gestaltung des Duschraums kaum negativ beeinflusst wird. [0008] Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Verhinderung einer oberflächlichen Kondensation von Wasserdampf mit folgenden

Verfahrensschritten:

a) Aufnahme und Einleiten des bei einem Duschvorgang entstehenden warmen Wasserdampfes in einen Wärmeübertrager über einen Ventilator, wobei der Ventilator mit einer autarken Energiequelle betrieben wird. Dadurch wird erreicht, dass das Verfahren ohne eine aufwendige elektrische Installation durchgeführt werden kann. Eine Durchführung des Verfahrens mit einer elektrischen Installation oder mittels eines Ventilators, welcher mit Akkumulatoren oder Batterien betreibbar ist, ist jedoch auch denkbar.

b) Kondensation des Wasserdampfes im Wärmeübertrager zu

Kondenswasser und Entstehung von abgekühlter entfeuchteter Luft, wobei ein Kühlmittel des Wärmeübertragers eine Wasserleitung mit Kaltwasser ist, wobei das Kaltwasser in der Kaltwasserleitung durch den Wasserdampf erwärmt und somit Wärmeenergie

zurückgewonnen wird. Für die Durchführung des Verfahrens ist somit lediglich ein Anschluss an eine Armatur einer Dusche ausreichend, so dass aufwendige Installationen an die meist unter Putz oder unter einem Fliesenspiegel versteckten Wasserleitungen nicht notwendig sind. Unterputzinstallationen sind für eine Durchführung des

Verfahrens jedoch auch denkbar.

c) In einem Auffangbehälter wird das Kondenswasser aufgefangen

und/oder gesammelt und bei Bedarf abgeführt.

[0009] Bevorzugt wird die abgekühlte und entfeuchtete Luft in einen zweiten

Wärmeübertrager geleitet, in welchem diese mittels Warmwasser in einer Warmwasserleitung erwärmt und anschließend zurück in den Duschraum geleitet wird. Dies hat den Vorteil, dass die Luft, welche aus der

erfindungsgemäßen Vorrichtung wieder ausströmt angenehm temperiert ist. Zudem entsteht ein Luftzug in der Vorrichtung, welcher ein Einleiten des warmen Wasserdampfes in die Vorrichtung, erleichtert. [0010] Vorteilhafterweise umfasst die autarke Energiequelle des Ventilators eine Turbine. Hierbei wird ein Wasserdruck der Wasserleitung genutzt, welcher durch die Turbine in Verbindung mit dem Generator in elektrische Energie umgewandelt wird, welche den Ventilator speist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Turbine über ein Getriebe mit dem Ventilator

mechanisch verbunden ist, wodurch der Ventilator ohne elektrische Energie betrieben wird.

[001 1] Vorteilhafterweise wird der Ventilator über eine Steuereinheit gesteuert, wobei die Steuereinheit Sensoren und einen Mikroprozessor umfasst. Die Steuereinheit speichert aufgenommene Daten der Sensoren und wertet diese aus, um anhand dieser Daten den Betrieb des Ventilators zu steuern, welcher in Abhängigkeit der Temperatur, Feuchte oder anderen Kriterien erfolgen kann.

[0012] Es ist denkbar, dass das Kondenswasser in eine Abwasserleitung

weitergeleitet oder zur Spülung oder Reinigung einer Duschabtrennung verwendet wird, um kalkhaltige Rückstände zu beseitigen oder diesen vorzubeugen.

[0013] Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung zum Einbau in einen Feuchtraum zur Verhinderung einer oberflächlichen Kondensation von Wasserdampf, welche mindestens einen Wärmeübertrager umfasst. Der mindestens eine Wärmeübertrager weist dabei ein Kühlmittel auf, wobei das Kühlmittel eine in dem Feuchtraum angeordnete Wasserleitung mit Kaltwasser ist. Luft mit Wasserdampf angereichert wird in dem mindestens einem Wärmeübertrager entfeuchtet und abgekühlt. Weiterhin umfasst die Vorrichtung einen Ventilator mit einer autarken Energiequelle. Ebenso umfasst die Vorrichtung einen Auffangbehälter und/oder eine

Ablaufvorrichtung für entstehendes Kondenswasser.

[0014] Bevorzugt weist die Vorrichtung einen zweiten Wärmeübertrager auf, welcher der Erwärmung der entfeuchteten und abgekühlten Luft dient. Hierfür ist der zweite Wärmeübertrager an einer Wasserleitung mit Warmwasser angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Luft, welche aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung wieder ausströmt angenehm temperiert ist. Zudem entsteht ein Luftzug in der Vorrichtung, welcher ein Einleiten des warmen Wasserdampfes in die Vorrichtung, erleichtert.

[0015] Bevorzugt ist die autarke Energiequelle eine mit einem Wasserdruck der Wasserleitung betreibbare Turbine, welche mit einem Generator oder mit einem Getriebe mechanisch verbunden ist. Bei einer Nutzung der Turbine in Verbindung mit einem Generator wird der Ventilator über eine autarke Stromversorgung betrieben. Bei einer Nutzung der Turbine in Verbindung mit einem Getriebe wird der Ventilator direkt mit mechanischer Energie betrieben. Eine autarke Energiequelle ermöglicht eine einfache und schnelle Montage im Feuchtraum an einer vorhandenen Armatur, beispielsweise in eine Duschkabine, ohne aufwendige elektrische

Installation. Die Vorrichtung weist dafür Verbindungsstücke auf, mit welchen die Vorrichtung sowohl an die Armatur als auch an für die Armatur vorgesehenen Rohrleitungswandauslässen der Wasserleitung angeschlossen ist.

[0016] Es ist denkbar, dass die Vorrichtung Luftfilter, wie beispielsweise

Staubfilter oder Pollenfilter, aufweist, welcher Allergikern einen effektiven Schutz vor Pollen oder Staub bietet. Diese sind am Lufteinlass vor oder hinter dem Ventilator angeordnet. Weiterhin ist ein Einbau von

Spezialfiltern, einer UV-LED und/oder anderen wasserreinigenden Einrichtungen denkbar. Diese sind an der Vorrichtung am Auslass zur Armatur angeordnet. Damit bietet die Vorrichtung neben einer

Entfeuchtung der Luft und der Wärmerückgewinnung einen sicheren Schutz vor Legionellen und anderen gefährlichen Keimen. Die Filter sind leicht ausbaubar und damit leicht zu reinigen, beispielsweise direkt unter der Dusche.

[0017] Vorteilhaft ist weiterhin eine Anordnung einer Steuereinheit an der

Vorrichtung, wobei die Steuereinheit Sensoren und/oder einen

Mikroprozessor aufweist, womit der Ventilator in Abhängigkeit von bestimmten Faktoren, beispielsweise Temperatur und Feuchtigkeit, betrieben werden kann.

[0018] Die Vorrichtung weist wesentliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Die Vorrichtung ist durch das Wegfallen einer elektrischen Installation einfach in jedes Badezimmer nachrüstbar. Aber auch eine integrierte Unterputzvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist denkbar und einfach realisierbar, da der erforderliche Bauraum der Vorrichtung bei gleicher Leistung klein gehalten werden kann. Aufgrund der Verwendung eines zweiten Wärmeübertragers, welcher die abgekühlte und entfeuchtete Luft wieder erwärmt, kann die entfeuchtete Luft wieder der Dusche zugeführt werden. Durch die Temperaturunterschiede zwischen den Wärmeübertragern kommt es zu einer zusätzlichen

Sogwirkung, welche den Wirkungsgrad bei der Entfeuchtung deutlich erhöht. Es kommt zu keinen Komforteinbußen durch kalte Luftzüge in der Dusche und die entfeuchtete Luft muss nicht aus der Duschkabine abgeführt werden. Die Vorrichtung gewinnt bei der Kondensation aus dem warmen Dampf deutlich mehr Energie zurück, als bei der Lufterwärmung dem heißen Wasser entzogen wird. Dadurch spart die Vorrichtung

Energiekosten ein. Sie trägt zudem zur Vermeidung von Schimmelbildung bei und verbraucht keine zusätzliche Energie, weil eine Benutzung von Pumpen, Kompressoren o.a. entfällt. Dadurch treten auch keine

Geräuschbelastungen auf.

Ausführung der Erfindung

[0019] Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert, dabei zeigen Figur 1 Aufbau der nachrüstbaren erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer autarken Energiequelle

Figur 2 Aufbau der nachrüstbaren erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer autarken Energiequelle und einem zweiten

Wärmeübertrager Figur 3 Schematische Darstellung der Funktionsweise mit der

erfindungsgemäßen Vorrichtung als Teil einer

Duschabtrennung

Figur 4 Schematische Darstellung der Funktionsweise mit der

erfindungsgemäßen Vorrichtung integriert in der Wand des

Duschraums

Figur 5 h-x-Mollier-Diagramm

[0020] Die Vorrichtung 1 zum Einbau in einen Feuchtraum zur Verhinderung

einer oberflächlichen Kondensation von Wasserdampf 12 umfasst einen Wärmeübertrager 2 und ein Kühlmittel, wobei das Kühlmittel Kaltwasser in einer in dem Feuchtraum angeordneten Wasserleitung ist.

Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung einen Ventilator 5 mit einer autarken Energiequelle 6 sowie einen Auffangbehälter und/oder eine Ablaufvorrichtung 1 1 für entstehendes Kondenswasser.

[0021] In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 schematisch dargestellt.

In einem Feuchtraum, beispielsweise einer Duschkabine, befindet sich eine Armatur 8 zur Mischung von Kalt- und Warmwasser. Die Armatur 8 ist hierfür an eine Kaltwasserleitung 3 und eine Warmwasserleitung 4 angeschlossen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist mittels

Verbindungsstücken 7 zwischen der Armatur 8 und an für die Armatur 8 vorgesehenen Rohrleitungswandauslässen angeschlossen, wobei der Rohrleitungswandauslass, an welchem die Vorrichtung 1 angeschlossen ist, der Rohrleitungswandauslass der Kaltwasserleitung 3 ist. Das kalte Wasser der Kaltwasserleitung 3 wird als Kühlmittel in den

Wärmeübertrager 2 der Vorrichtung 1 geleitet. Wasserdampf 12, welcher bei einem Duschvorgang durch Verwendung von warmem Wasser am Duschkopf 10 entsteht, wird über einen Ventilator 5 in die Vorrichtung 1 geleitet. Der Ventilator 5 befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel vor dem Wärmeübertrager 2, an der zum Duschraum zugewandten Seite. Der Ventilator kann aber auch an anderen Positionen an der Vorrichtung angeordnet sein. In der Vorrichtung 1 kondensiert der warme Wasserdampf 12 an dem Kühlmittel zu Kondenswasser, welches in einem Auffangbehälter 1 1 aufgefangen wird. Alternativ kann das Kondenswasser auch direkt abgeleitet werden, beispielsweise in die Abwasserleitung. Nach einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 1 nachrüstbar und einfach an bestehenden Armaturen anzuschließen. Vorteilhafterweise ist hierfür keine elektrische Installation notwendig. Der Ventilator 5 wird hierfür über eine autarke Energiequelle 6 gespeist. Die autarke

Energiequelle 6 ist eine Turbine 61 in Verbindung mit einem Generator 62. Die Turbine 61 nutzt einen in der Wasserleitung herrschenden Druck und erzeugt eine mechanische Energie, welche durch den Generator 62 in elektrische Energie umgewandelt wird. Hierfür ist die Turbine 61 in Figur 1 an die Kaltwasserleitung 3 angeschlossen. Der Generator 62 ist über elektrische Leitungen mit dem Ventilator 5 verbunden und stellt die erzeugte elektrische Energie dem Ventilator 5 zur Verfügung, welcher den warmen Wasserdampf 12 aus dem Feuchtraum der Vorrichtung 1 zuführt.

In Figur 2 ist die Vorrichtung 1 zum Einbau in einen Feuchtraum zur Verhinderung einer oberflächlichen Kondensation von Wasserdampf 12 in einer schematischen Ansicht dargestellt, gemäß einer alternativen

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ähnlich wie die

Vorrichtung 1 aus Figur 1 , außer wie nachstehend beschrieben. Zusätzlich zu der in Figur 1 beschriebenen Ausführungsform weist die in Figur 2 beschriebene Ausführungsform einen zweiten Wärmeübertrager 13 auf. Dieser ist in der Vorrichtung 1 angeordnet und an eine Warmwasserleitung angeschlossen. Die in dem Wärmeübertrager 2 entfeuchtete und abgekühlte Luft wird bevor diese aus der Vorrichtung austritt im

Wärmeübertrager 13 durch das warme Wasser in der Warmwasserleitung angewärmt. Das Duscherlebnis wird nicht durch Zurückführung der kalten entfeuchteten Luft beeinträchtigt, da diese wohl temperiert in den

Duschraum zurückgeführt wird. Dies hat zudem zur Folge, dass durch die Temperaturunterschiede zwischen den Wärmeübertragern ein Luftzug entsteht, welcher die feuchte mit Wasserdampf angereicherte Luft 12 in die Vorrichtung 1 zusätzlich zum Ventilator 5 einleitet. Es kommt zu keinen Komforteinbußen durch kalte Luftzüge in der Dusche und die entfeuchtete Luft muss nicht aus der Duschkabine abgeführt werden.

[0023] In Figur 3 ist die Vorrichtung 1 zum Einbau in einen Feuchtraum zur

Verhinderung einer oberflächlichen Kondensation von Wasserdampf 12 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt, gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ähnlich wie die

Vorrichtung 1 aus Figur 1 , außer wie nachstehend beschrieben. In Figur 3 ist die Vorrichtung 1 als ein Teil der Duschabtrennung 9 ausgebildet oder in dieser integriert. Der Ventilator, welcher in diesem Ausführungsbeispiel von einer Verkleidung mit Schlitzen verdeckt ist, saugt den warmen Wasserdampf in den Wärmeübertrager 2, welcher in der Duschabtrennung 9 integriert ist, ein. Außerhalb der Duschkabine an der Duschabtrennung 9 befinden sich ebenfalls Schlitze durch welche die angesaugte, aber entfeuchtete Luft wieder zurück in den Raum geleitet wird.

Dieses Ausführungsbeispiel weist erheblich ästhetische Vorteile auf, in dem die Vorrichtung 1 nicht extra in der Duschkabine eingebaut ist und somit als störend empfunden werden kann, sondern zusammen mit der Duschabtrennung 9 eine Einheit bildet.

[0024] Es ist auch denkbar, dass die Vorrichtung 1 an einer Wand 9 befestigt oder in diese integriert und beispielsweise in einem Fliesenspiegel eingearbeitet ist. In Figur 4 ist die Vorrichtung 1 zum Einbau in einen Feuchtraum zur Verhinderung einer oberflächlichen Kondensation von Wasserdampf 12 dargestellt, gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ähnlich wie die Vorrichtung 1 aus Figur 1 und Figur 2, beschrieben, nur dass die Vorrichtung 1 in der Wand 9 der Duschkabine integriert ist. Der Ventilator 5 saugt die Luft mit dem

Wasserdampf in den Wärmeübertrager 2, wobei der Ventilator 5 sich in diesem Ausführungsbeispiel hinter dem Wärmeübertrager 2 befindet. Die Luft wird durch den Wärmeübertrager 2 geleitet, kondensiert dort und wird in einem Auffangbehälter 1 1 , beispielsweise in einer Tropfwanne gesammelt. Dieses kann nach bestimmten Abständen zur Spülung der Duschabtrennung 9, beispielsweise Fliesen oder Glaswände, genutzt werden, um Kalkablagerungen zu vermeiden oder zu beseitigen. Alternativ kann das Kondenswasser über einen Ablauf abgeleitet und zurück in die Duschkabine oder direkt in den Abfluss geleitet werden.

[0025] Es ist jedoch auch denkbar, dass die Vorrichtung in der Armatur 8 oder in einer Duschsäule oder Ähnlichem integriert ist. Diese

Ausführungsbeispiele weisen erhebliche ästhetische Vorteile auf, in dem die Vorrichtung 1 nicht extra in der Duschkabine eingebaut ist und somit als störend empfunden werden kann, sondern zusammen mit der Armatur 8 der Dusche oder der Duschsäule eine Einheit bildet. Weiterhin ist eine Anbringung der Vorrichtung über der Duschkabine ebenfalls denkbar.

[0026] In Figur 5 ist ein h-x-Mollier-Diagramm zur Erläuterung der Nutzung des Heißwasssers dargestellt. Um die relative Luftfeuchtigkeit in einem

Kreislauf kontinuierlich zu senken wird kalte dampfgesättigte Luft über das Heißwasser erwärmt. Wie in dem h-x-Moilier Diagramm dargestellt wird die Badezimmerluft beim Duschen von 21 °C auf 26°C erwärmt und mit 10,5 g Wasser je kg Luft angereichert. Die feuchte warme Luft (26°C mit 95% relative Luftfeuchtigkeit) wird dann über den ersten Wärmetauscher, der mit dem Kaltwasser durchströmt wird, auf 14°C abgekühlt. Bei der Abkühlung wird die absolute Feuchtigkeit dabei von 20,5 auf 10 g Wasser je kg Luft herabgesenkt. Der Kreislauf wird über die Erwärmung der nasskalten Luft geschlossen. Die Lufterwärmung findet dabei über einen Wärmeübertrager statt, welcher mit Lamellen ausgerüstet ist. Bei diesem Prozess wird das Kaltwasser über den Dampf erwärmt und das

Heißwasser wird Energie entzogen, um die kalte Luft zu erwärmen. Die Energiebilanz der Wärmerückgewinnung ist für die angenommen

Umgebungsbedingung positiv. Dem Kaltwasser wird demzufolge mehr Wärme zugeführt als über das Heißwasser entzogen.

[0027] Da es sich bei dem vorhergehenden, detailliert beschriebenen Verfahren zur Verhinderung einer oberflächlichen Kondensation von Wasserdampf um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können auch die konkreten Ausgestaltungen der Vorrichtung zum Einbau in einen Feuchtraum zur Verhinderung einer oberflächlichen Kondensation von Wasserdampf in anderer Form als in der hier beschriebenen folgen. Ebenso kann die Vorrichtung in einer anderen Form ausgestaltet werden, wenn dies aus Platzgründen bzw. designerischen Gründen notwendig ist. Weiter schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel„ein" bzw.„eine" nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.

Bezeichnungsliste

1 Vorrichtung

2 Wärmeübertrager

3 Kaltwasserleitung

4 Warmwasserleitung

5 Ventilator

6 Autarke Energiequelle

61 Turbine

62 Generator

7 Verbindungselemente

8 Armatur

9 Duschabtrennung / Wand

10 Duschkopf

1 1 Auffangbehälter und/oder eine Ablaufvorrichtung für entstehendes

Kondenswasser

12 Mit Wasserdampf angereicherte feuchte Luft

13 Zweiter Wärmeübertrager