SE2030129A1

SE2030129A1 - Moisture control by adapted heating

Info

Publication number: SE2030129A1
Application number: SE2030129A
Authority: SE
Inventors: Lars-Erik Skagerlund
Original assignee: Optab Optronikinnovation Ab
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2021-09-14
Also published as: FI20210019A1; SE543896C2; NO20210432A1; NO347191B1

Abstract

Uppfinningen avser förfaranden och anordningar för kostnadseffektiv fuktbekämpning i lokaliteter utan ständigt uppvärmningsbehov. Den sker genom tillfälliga uppvärmningsskeden som minimeras till vad som behövs för att hålla relativa fuktigheten på godtagbart låg nivå. Man mäter fortlöpande temperatur både inne i och utanför lokaliteten ifråga och under skeden den är lägre inne än utanför föranstaltar man om uppvärmning. Man kan även mäta den relativa fuktigheten RH i lokaliteten och föranstalta om lämplig övertemperatur under skeden när RH annars skulle bli för högt.Anordningar anvisas för att med antingen analog eller digital teknik förverkliga förfarandena. De omfattar mätgivare för temperatur utanför (21) och för temperatur (22) och RH (23) inne i lokaliteten, samt vidare skillnadsförstärkare (24, 25), tröskelenhet (26) och jämförare (27) samt manöverorgan (28) som verkställer uppvärmning.The invention relates to methods and devices for cost-effective moisture control in locations without a constant need for heating. This is done through temporary heating stages that are minimized to what is needed to keep the relative humidity at an acceptably low level. Continuous temperature is measured both inside and outside the site in question and during the stages it is lower inside than outside, heating is arranged. It is also possible to measure the relative humidity RH in the locality and to arrange for a suitable overtemperature during the stages when RH would otherwise be too high. Devices are provided for realizing the methods with either analogue or digital technology. They include measuring sensors for temperature outside (21) and for temperature (22) and RH (23) inside the locality, as well as differential amplifiers (24, 25), threshold unit (26) and comparators (27) and controls (28) that perform heating .

Description

Föreliggande uppfinning avser förfaranden och anordningar för kostnads-effektiv fuktbekämpning i lokaliteter som inte behöver hållas ständigt upp-värmda, som företrädesvis är belägna i klimatzoner med årsmedeltem-peratur under +15°C och där vädret under i varje fall viss del av året växlarmellan skeden av låga temperaturer och mildväderperioder med hög luft-fuktighet. Utan åtgärdning kan sådana förhållanden leda till fuktutfällningoch fuktansamling som i sin tur kan leda till mögelbildning och röta. The present invention relates to methods and devices for cost-effective moisture control in locations that do not need to be kept constantly heated, which are preferably located in climate zones with an annual average temperature below + 15 ° C and where the weather during at least some part of the year alternates between stages. of low temperatures and mild weather periods with high humidity. Without action, such conditions can lead to moisture precipitation and moisture accumulation which in turn can lead to mold formation and rot.

För att undvika detta finns två huvudmetoder: luftavfuktning och/eller upp-värmning. För luftavfuktning finns några alternativa metoder och apparaturbaserad på dessa att tillgå. Gemensamt för dem är att det vid avfuktningenbildas kondensvatten måste tas omhand, vilket i praktiken gör dem oan-vändbara vid temperatur under 0°C. To avoid this, there are two main methods: air dehumidification and / or heating. For air dehumidification, there are some alternative methods and equipment based on these available. What they have in common is that during the dehumidification, condensation water must be taken care of, which in practice makes them unusable at temperatures below 0 ° C.

Beträffande uppvärmning är det allmänt känt att den har en uttorkande ver-kan, och den fungerar vid alla aktuella temperaturer. I t.ex. fritidshus, somäven brukas tidvis under vinterhalvåret och därför har utrustats med termo-statstyrda uppvärmningsanordningar, är metoden vanlig, då den i sin enk-laste form innebär att man låter värmen vara igång även när huset inteanvänds. En nackdel som begränsar dess förekomst är den höga uppvärm-ningskostnaden. Ett vanligt sätt att minska denna är att ställa in termosta-terna eller företrädesvis en för huset gemensam termostat för en lägre tem-peratur den tid huset inte bebos. Valet av denna referenstemperatur får dåbli en avvägning mellan å ena sidan låg uppvärmningskostnad och å andrasidan risken för fuktutfällning under vissa väderförhållanden. En temperatursom ofta rekommenderas är +10°C. Även i detta fall upplevs kostnadenbesvärande hög. With regard to heating, it is generally known that it has a drying effect, and it works at all current temperatures. In e.g. holiday homes, which are also used occasionally during the winter and are therefore equipped with thermostat-controlled heating devices, the method is common, as in its simplest form it means that the heat is left on even when the house is not in use. A disadvantage which limits its occurrence is the high heating cost. A common way to reduce this is to set the thermostats or preferably a thermostat common to the house for a lower temperature while the house is not inhabited. The choice of this reference temperature must then strike a balance between, on the one hand, low heating costs and, on the other hand, the risk of moisture precipitation under certain weather conditions. A temperature that is often recommended is + 10 ° C. Even in this case, the cost is perceived as high.

En tänkbar alternativ metod som emellertid kommit till mycket begränsadanvändning är hygrostatstyrd uppvärmning som är igång i skeden när rela-tiv fukt RH, d.v.s. kvoten mellan verklig och möjlig upplöst vattenmängd iluften överstiger ett förutbestämt värde. Eftersom det kommer att ske medavsevärd fördröjning på grund av att den fuktiga luften först måste tränga invia förekommande luftväxling till mätstället inomhus, kommer under dentiden bl.a. ytterväggarna och deras värmeisolering att vara exponerade föroåtgärdad skadlig fuktutfällning och fuktansamling. A possible alternative method which, however, has come to very limited use is hygrostat-controlled heating which is in progress in the stages when relative humidity RH, i.e. the ratio between actual and possible dissolved water volume in the air exceeds a predetermined value. Since there will be a considerable delay due to the fact that the humid air must first penetrate the existing air exchange to the measuring point indoors, during the dent time, e.g. the outer walls and their thermal insulation to be exposed pre-repaired harmful moisture precipitation and moisture accumulation.

Syftet med föreliggande uppfinning är att minimera uppvärmningskostna-den. Metoden är den samma som den först beskrivna ovan (sida1 rad 13),men i stället för en fast förinställd referenstemperatur använder man envariabel sådan som fortlöpande väljs så låg som möjligt med hänsyn till förtillfället rådande fuktrisk. För att bestämma denna använder man enligtuppfinningen temperaturen hos luften utanför lokaliteten som referens,lämpligen ökad med en liten temperaturmarginal, som kan vara fast ochförutbestämd till typiskt ett fåtal grader, eller vara styrd av någon annanfaktor t.ex. RH inne i lokaliteten. Man utnyttjar härigenom det faktum att detför fuktutfällning krävs ytor kallare än omgivande luft. Man ser nu alltså tillatt sådana kalla ytor inte tillhandahålls i lokaliteten eller dess ytterväggar. The object of the present invention is to minimize the heating cost. The method is the same as the one first described above (page 1 line 13), but instead of a fixed preset reference temperature, a single variable is used which is continuously selected as low as possible with regard to the currently prevailing humidity risk. To determine this, according to the invention, the temperature of the air outside the locality is used as a reference, suitably increased by a small temperature margin, which can be fixed and predetermined to typically a few degrees, or be controlled by some other factor e.g. RH inside the site. This utilizes the fact that for precipitation of moisture, surfaces colder than ambient air are required. It is now seen that permitted such cold surfaces are not provided in the site or its outer walls.

För ett bra resultat bör mätningen utanför lokaliteten avse temperaturenhos luften som sådan, d.v.s. vara opåverkad av störande faktorer som t.ex.uppvärmning från so|infa||. Likaså bör mätningen inne i lokaliteten avseytan hos vägg eller annat fast föremål som valts att vara representativt föryta där fuktutfall i första hand kan väntas. Det innebär t.ex. mätning påsådant avstånd från värmekälla att direktuppvärmning via strålning därifrånundviks eller där infallande solsken kan ge lokal uppvärmning. En sådanplacering medför att temperaturmätningen fördröjs och därmed också av-slutandet av uppvärmningsskedena. Det ger en tillfällig extra uppvärmningsom bl.a. tränger in i ytterväggarna och därstädes ytterligare motverkarfuktutfällning, vilket kan vara särskilt betydelsefullt vid omslag från kallt tillmildfuktigt väder. For a good result, the measurement outside the site should refer to the temperature of the air as such, i.e. be unaffected by disturbing factors such as heating from so | infa ||. Likewise, the measurement inside the site should be the surface of a wall or other solid object that has been chosen to be a representative surface where moisture loss can primarily be expected. This means e.g. measurement at such a distance from the heat source that direct heating via radiation is avoided there or where incident sunshine can provide local heating. Such a location means that the temperature measurement is delayed and thus also the end of the heating stages. It provides a temporary extra heating which i.a. penetrates the outer walls and there further counter-moisture precipitation, which can be particularly important in the case of cover from cold to mild weather.

För undvikande av korrosion och mögel bör RH inte överstiga 50 - 70%. Ien lokalitet utan uppvärmning eller andra klimatpåverkande föranstaltningarbestäms RH i huvudsak av den ytterluft som via ventilation eller penetrationsuccessivt tränger in i lokalen, och den luften kan ha RH upp till 100%. I envidareutveckling av uppfinningens förfarande kombinerar man jämförelsenav inne- och utetemperatur med en uppmätning av RH inne i lokalitetenoch en jämförelse av denna med en förutbestämd referensnivå. Uppvärm-ning sker då antingen direkt när någon av jämförelserna anger överskridetreferensvärde eller indirekt genom att att RH får styra marginalen (sida1rad 40) att, när så behövs, en avvägd övertemperatur upprätthålls inne.Genom denna kombination vinner man att temperaturjämförelseförfaran-dets snabba reaktionsförmåga kompenserar fuktjämförelseförfarandetslångsamhet vid t.ex. omslag från kallt till mildfuktigt väder liksom att sist-nämnda förfarande motverkar risken att daggpunkten d.v.s. RH=100% upp-nås inomhus vid plötsliga omslag till kallväder. To avoid corrosion and mold, RH should not exceed 50 - 70%. In a locality without heating or other climate-affecting measures, RH is mainly determined by the external air that penetrates into the room via ventilation or penetration, and that air can have RH up to 100%. In further development of the method of the invention, the comparison of indoor and outdoor temperature is combined with a measurement of RH inside the locality and a comparison of this with a predetermined reference level. Heating then takes place either directly when one of the comparisons indicates the excess reference value or indirectly by allowing RH to control the margin (page line 40) that, when necessary, a balanced overtemperature is maintained inside. moisture slowness of the process at e.g. change from cold to mild weather as well as that the latter method counteracts the risk that the dew point i.e. RH = 100% achieved indoors with sudden changes to cold weather.

Anordningar för utförande av förfarandena enligt uppfinningen omfattarmätgivare för temperatur inne i och utanför lokaliteten, eventuellt ocksågivare för fukt, samt en signalbehandlingsenhet som dessa givare är an-slutna till, och som i sin tur styr en värmeanläggning, som kan vara en delav anordningen eller utgöras av en befintlig anläggning i lokaliteten. Givar-na kan vara utförda med känd teknik t.ex. termistorer för temperaturgivarnaeller vara kapacitiva av polymertyp för fuktgivaren och kan innefatta elekt-ronik för omvandling av mätstorheten till lämplig signalform t.ex. analogsåsom spännings- eller strömnivå, eller som digital. För givaren ute ingåräven anordningar för att säkerställa att temperaturen hos enbart luftenmäts t.ex. fästanordningar som minimerar värmeledning från ytan där denmonteras och placering av själva mätgivaren med i huvudsak fritt utrymmerunt om. Signalbehandlingsenheten kan vara av t.ex. digital- eller analogtyp. I det digitala fallet kan den bestå av en mikrodator som är programme-rad att utföra förfarandena enligt uppfinningen. I det analoga fallet kan denbyggas upp med förstärkare, tröskelenheter som kan utgöras av dioder ochjämförare (komparatorer). Devices for carrying out the methods according to the invention comprise temperature sensors inside and outside the locality, possibly also humidity sensors, and a signal processing unit to which these sensors are connected, and which in turn controls a heating system, which may be part of the device or be of an existing facility on the site. The sensors can be made with known technology e.g. thermistors for temperature sensors or be capacitive of the polymer type for the humidity sensor and may include electronics for converting the measured quantity into a suitable signal form e.g. analogous as voltage or current level, or as digital. For the sensor outside, devices are also included to ensure that the temperature of only the air is measured, e.g. fastening devices that minimize heat conduction from the surface where it is mounted and placement of the measuring sensor itself with substantially free space around it. The signal processing unit can be of e.g. digital or analog type. In the digital case, it may consist of a microcomputer programmed to perform the methods of the invention. In the analog case, it can be built up with amplifiers, threshold units which can consist of diodes and comparators (comparators).

Förfarandena skall här beskrivas närmare och varianter inom uppfinning-ens ram visas medelst algoritmer där Ti = Uppmätt temperatur inne i lokaliteten. The methods will be described in more detail here and variants within the scope of the invention are shown by means of algorithms where Ti = Measured temperature inside the locality.

Tu = Uppmätt temperatur utanför lokaliteten, företrädesvis utomhus Tr = Referenstemperatur (t.ex enligt sida 1 rad 23) Th = Temperaturhysteres, med fastlagt värde för reglerteknisk stabilitet.Tm = Temperaturmarginal (t.ex enligt sida 1 rad 40) Ts = Temperaturhöjning för att sänka RH från 100% till RHh enligt nedan. Tu = Measured temperature outside the site, preferably outdoors Tr = Reference temperature (eg according to page 1 line 23) Th = Temperature hysteresis, with determined value for control technical stability.Tm = Temperature margin (eg according to page 1 line 40) Ts = Temperature increase for to lower RH from 100% to RHh as below.

RHm = Uppmätt relativ fukt inne i lokaliteten RHh = Högsta godtagna relativ fukt inne i lokaliteten RHu = Gräns under vilken RH anses sakna praktisk betydelse.K = Omvandlingskonstant Definition enligt A7 nedan. RHm = Measured relative humidity inside the locality RHh = Highest accepted relative humidity inside the locality RHu = Limit below which RH is considered to have no practical significance.K = Conversion constant Definition according to A7 below.

Som utgångspunkt används här som referens förekommande termo-statstyrda uppvärmning (sida 1 rad 19) vars funktion kan beskrivas enligtalgoritm A2 resp, A3 nedan: {Värme på} OM { Ti< Tr} {Värme av} OM { Ti > Tr + Th }alternativt {Värme av} om { Ti - Th > Tr } Fortsättningsvis förutsätts eventuellt förekommande hysteres vara inför-stådd vilket markeras i fallet A2 genom följande förenklade skrivsätt: {Värme} OM { Ti0 } } ANNARS OM {Ti0 } } ANNARS OM {Ti0 } } ANNARS OM {Ti-Tu<0 }Som exempel på hurfuktmätning kan involveras (sida 2 rad 17) ges här:Tm=Kx(RHm-RHu)K= Ts/(100- RHh ): I de fall det kan vara tillfyllest med RHu = RHh kan i stället följandeförenklade förfarande användas: {Värme} o|v| {TiRHh} Uppfinningen skall här beskrivas närmare och exemplifieras genom figurerdär fig 1 visar användning av algoritmerna A6 och A7 och fig 2 visar exem-pel på anordning för utförande av A5, A6 och A7 med analogiteknik. As a starting point, thermostatically controlled heating is used here as a reference (page 1, line 19), the function of which can be described according to algorithms A2 or A3 below: {Heating on} OM {Ti <Tr} {Heating off} OM {Ti> Tr + Th} alternatively {Heat off} if {Ti - Th> Tr} Furthermore, any hysteresis that may occur is assumed to be understood, which is marked in case A2 by the following simplified spelling: {Heat} IF {Ti0}} OTHER IF {Ti0}} OTHER IF {Ti0 }} DIFFERENT IF {Ti-Tu <0} As an example of how moisture measurement can be involved (page 2 line 17) is given here: Tm = Kx (RHm-RHu) K = Ts / (100- RHh): In cases where it can be in addition to RHu = RHh, the following simplified procedure can be used instead: {Heat} o | v | {TiRHh} The invention will be described in more detail here and exemplified by figures where Fig. 1 shows the use of the algorithms A6 and A7 and Fig. 2 shows examples of devices for performing A5, A6 and A7 with analogue technology.

I figur 1 anger område 11 förhållanden då värme skall vara igång och 10när så inte är fallet. Område 12 anger när det saknar betydelse vilket somgäller. Ovriga beteckningar är i överensstämmelse med sida 3 tabell A1. In Figure 1, area 11 indicates conditions when heating should be on and 10 when this is not the case. Area 12 indicates when it is irrelevant which applies. Other designations are in accordance with page 3 table A1.

I figur 2 anger: 21 mätgivare för utetemperatur avgivande en signal motsvarande Tu 22 mätgivare för innetemperatur avgivande en signal motsvarande Ti23 mätgivare inne för relativ fukt avgivande en signal motsvarande RHm24 skillnadsförstärkare avgivande signal motsvarande Ti - Tu. skillnadsförstärkare avgivande signal motsvarande Tm enligt A6 26 tröskelenhet vars utsignal = Tm om Tm>0 annars = 0; 27 jämförare som avger manöversignal om Ti-Tu 28 manövreringsdon som verkställer uppvärmning vid manöversignal.. Figure 2 shows: 21 outdoor temperature measuring sensors emitting a signal corresponding to Tu 22 Indoor temperature measuring sensors emitting a signal corresponding to Ti23 indoor humidity measuring sensing emitting a signal corresponding to RHm24 differential amplifier emitting signal corresponding to Ti - Tu. differential amplifier emitting signal corresponding to Tm according to A6 26 threshold unit whose output signal = Tm if Tm> 0 otherwise = 0; 27 comparators that emit control signal on Ti-Tu 28 actuators that perform heating on control signal ..

Uppfinningen är inte begränsad till ovanstående såsom exempel visadeutföringsformer utan kan underkasta modifikationer inom ramen för efterföl-jande patentkrav eller uppfinningstanken. Exempel på sådana modifika-tioner finns på sida 3 i algoritm A5. Liknande varianter finns för flertalet öv-riga algoritmer vilket sedan har motsvarigheter i anordningarnas utförande.The invention is not limited to the above exemplary embodiments but may be subject to modifications within the scope of the appended claims or the inventive concept. Examples of such modifications can be found on page 3 of algorithm A5. Similar variants exist for most other algorithms, which then have equivalents in the design of the devices.

Claims

1. 1. Procedure for cost-effective damp control in a building or other location that does not need to be kept constantly heated, characterized by continuously measuring the temperature both inside and outside the location in question and by arranging for heating inside this during the stage when the temperature inside is lower than outside.

2. Method according to patent claim 1, characterized in that the temperature measurement outside the locality refers to undisturbed air temperature..

3. Method according to patent claim 1, characterized in that the temperature measurement inside the location refers to the temperature of a wall or other solid surface _

4. Method according to patent claim 1, characterized in that heating is provided when the temperature inside the location does not exceed the temperature outside by at least a predetermined difference value. 5 Method according to patent claim 1, characterized in that relative humidity RH is measured in addition to the temperature measurement and that heating is arranged even when RH exceeds a predetermined value. 6 Method according to patent claim 1, characterized in that it is supplemented with measurement inside the locality of relative humidity RH and that heating is arranged when the temperature inside the locality does not exceed the temperature outside it with at least one difference value that is in predetermined relation to measured RH. 7 Device for carrying out the method according to patent claim 1, characterized in that it includes temperature sensors partly inside the locality and partly outside, arranged so that they emit a signal in relation to the temperature, and a signal processing unit arranged from the outside based on these signals and given criteria in accordance with patent claim 1 co-manipulation signals to connected heating devices. 8 Temperature sensor outside the location according to patent claim 7, characterized in that it is arranged so that it measures the temperature of the surrounding air and is protected from radiated or conducted heat. 9 Temperature sensor inside the location according to patent claim 7, characterized in that it is arranged so that it measures the temperature of a surface selected so that it is protected from radiant heat from e.g. heat source or incident sunlight. 10 Device according to patent claim 7 characterized in that it also includes a humidity sensor placed inside the location arranged to emit a signal in relation to the prevailing relative humidity and that the signal processing unit of the device is arranged based on these signals and given criteria in accordance with patent claim 6 to give operating signals to connected heating devices .