Hallenbad Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Hallenbad mit einer Beckenwasserheizung, einer Luftaufberei tungsanlage, zur Gewinnung von Luft mit einem nied rigeren Feuchtigkeitsgehalt als den der feuchten Raum luft und einer Heizvorrichtung zur Aufrechterhaltung der Raumlufttemperatur, wobei die Luftaufbereitungs anlage und die Heizvorrichtung durch eine aus Ver dampfer-, Verdichter- und Kondensatorteil bestehende Wärmepumpe gebildet werden und dabei die feuchte Raumluft als primärer Wärmespeicher und das Becken wasser als sekundärer Wärmespeicher dienen.
Bei dem Hallenbad nach dem Hauptpatent wird also die ge samte vom Beckenwasser durch Verdampfung und Wärmeübergang an die Hallenluft abgegebene Wärme menge mittels einer Wärmepumpe zurückgewonnen und für die Aufrechterhaltung des Raumluftzustandes und -der damit zusammenhängenden Deckung der Transmissionsverluste wiederverwendet, wobei dem als Wärmespeicher dienenden Beckenwasser Wärmeener gie so zuzuführen ist, dass es nur in Zeiten eines gün stigen Energieangebotes, also mit Niedertarifstrom, aufgeladen zu werden braucht.
Es hat sich nun zur Erzielung einer schnellen Raumluftaufheizung als sehr vorteilhaft erwiesen, die vorerwähnte, im Beckenwasser gespeicherte Wärme energie nicht nur direkt durch zeitlich relativ träge ver laufende Verdampfungsvorgänge der Raumluft zuzu führen, sondern auch indirekt aus dem Beckenwasser an die Raumluft abzugeben, was besonders eine Nach- wärmung der gekühlten, entfeuchteten und bereits vor gewärmten Luft bei hohen Transmissionsverlusten des Hallenbadbaukörpers zu wirtschaftlich günstigen Be dingungen sicherstellt.
Dies geschieht nach der vorlie genden Weiterentwicklung erfindungsgemäss dadurch, dass eine aus Verdampfer-, Verdichter- und Kondensa torteil bestehende Zusatzwärmepumpe vorgesehen ist, deren Kondensatorteil dem Kondensatorteil der Haupt wärmepumpe nachgeschaltet ist, während der Ver dampferteil der Zusatzwärmepumpe mit dem Becken wasser wahlweise in Wärmeaustausch bringbar ist. Auf diese Weise kann der ohnehin bezüglich der Aufhei zung vorrangigen Raumluft am Kondensatorteil der Zusatzwärmepumpe in kurzer Zeit, das heisst sobald deren Verdampfer vom Beckenwasser überflutet und deren Kompressor eingeschaltet ist, so viel Wärme direkt zugeführt werden, wie zur Aufrechterhaltung. des Raumluftzustandes erforderlich ist.
Dadurch ist es möglich, durch die stufenweise Erwärmung der Raum luft und durch entsprechendes Aufeinanderabstimmen von Haupt- und Zusatzwärmepumpe deren Leistungs ziffern zu erhöhen und die elektrischen Gesamt- Betriebskosten demgemäss zu senken.
Zur Überflutung des Verdampferteils der Zusatz wärmepumpe sind grundsätzlich zwei Möglichkeiten besonders vorteilhaft. So kann der Verdampfer einmal zu einem vom Beckenwasser überfluteten Kondensator der Hauptwärmepumpe parallel geschaltet und zum an deren über ein Ventil parallel an einen Filterpumpen kreislauf des Beckenwassers angeschlossen werden. Dabei wird man sich von Fall zu Fall, zum Beispiel je nach Grösse des Hallenbades und nach Dimensionie- rung der Beckenwasserpumpe einerseits und der Filter pumpe andererseits, für die erste oder zweite Möglich keit entscheiden.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung besteht der Kondensatorteil der Hauptwärmepumpe aus insgesamt drei hintereinandergeschalteten Konden satoren, von denen der mittlere vom Beckenwasser be aufschlagt werden kann und die beiden anderen jeweils von der Hallenluft beaufschlagt werden. Dadurch wird die gekühlte und entfeuchtete Luft in drei Stufen er wärmt, wobei der erste im. Luftkanal angeordnete Kon densator unter Auskühlung des Kältemittelkondensats einer Luft-Vorwärmung, der zweite Kondensator der Hauptwärmepumpe der eigentlichen Luft-Aufwärmung und der dritte Kondensator der nachgeschalteten Zu satzwärmepumpe einer Nachwärmung der Luft dient.
Da die Ausnutzung der Kondensatauskühlung im Hauptwärmepumpenkreislauf zur Vorwärmung der Luft unmittelbar eine Erhöhung der Leistungsziffer der Hauptwärmepumpe zur Folge hat, kann letztere bei noch besserer Leistungsziffer arbeiten, wodurch wie derum der nachgeschaltete Zusatzwärmepumpenkreis lauf entsprechend kleiner ausgelegt und mit entspre chend geringerer elektrischer Energie zur Gewährlei stung der gesamten Energiebedarfsdeckung betrieben werden kann.
Nachfolgend werden anhand der Zeichnung meh rere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung zeigt: die Fig. 1 eine Hauptwärmepumpe sowie einen vor geschalteten Wasserkreislauf und eine die Hauptwärme- pumpe nachgeschaltete Zusatzwärmepumpe, die Fig.2 eine Hauptwärmepumpe mit einem aus insgesamt drei Kondensatoren bestehenden Kondensa torteil zur Kältemittelkondensatauskühlung und nachge schalteter Zusatzwärmepumpe und die Fig. 3 die Hauptwärmepumpe mit zwei kälte- mittelseitig zueinander parallel geschalteten Kondensa toren und der luftseitig nachgeschalteten Zusatzwärme pumpe.
Die in Fig. 1 dargestellte Hauptwärmepumpe 1 be steht im wesentlichen aus dem von der feuchtwarmen Hallenluft beaufschlagten Verdampfer 2, dem Verdich ter 3, dem Kondensatorteil 4, der sich aus den Kon densatoren 4' und 4" zusammensetzt, sowie dem Druckreduzierventil 5. Der Kondensator 4" wird von dem mit dem Becken 6 unmittelbar in Verbindung ste henden Beckenwasserkreislauf 7 beaufschlagt, während der Kondensator 4' im Luftaufbereitungskanal 8 ange ordnet ist. Hinter der Hauptwärmepumpe 1 ist eine Zusatzwärmepumpe 9 vorgesehen, dies ich aus dem Verdampfer 9', dem Verdichter 9", dem Kondensator 9"' und dem Druckreduzierventil 91' zusammensetzt. Ausserdem ist vor der Hauptwärmepumpe 1 noch ein Wasserkreislauf 10 mit zwei Wärmeaustauschern 10' und 10" zur Vorkühlung bzw. Vorwärmung der Hal lenluft angeordnet.
Im Beckenwasserkreislauf 7 sind die Beckenwas serpumpe 7', ein Magnetventil 7" sowie ein Haarfän ger 7"' hintereinander angeordnet, während die vom Thermostaten 11' über die Zeitschaltuhr 11" gesteuerte Widerstandsheizpatrone 11 für eine Aufheizung des Beckenwassers 6' in Zeiten eines billigen Energieange botes sorgt. Ausserdem ist mit dem Becken 6 noch ein Filterpumpenkreislauf 12 verbunden, dessen Filter pumpe 12' über den Überlauf 12" und die Bodenabsau gung 12"' das Beckenwasser 6' absaugt und durch das Filter 121v ins Becken 6 zurückdrückt.
Der Verdampfer 9' der Zusatzwärmepumpe 9 ist dabei entweder über die Verbindungsleitungen 13 par allel zum Kondensator 4" der Hauptwärmepumpe 1 geschaltet oder aber über die gestrichelt dargestellten Verbindungsleitungen 14 über das Ventil 15 an den Filterpumpenkreislauf 12 des Beckens 6 parallel ange schlossen.
Während des Normalbetriebes schaltet ein in der Halle angebrachter Hygrostat 16 den Kompressor 3 der Hauptwärmepumpe 1 je nach Feuchtigkeitsanfall in der Halle in regelmässigen Takten ein, während zu gleich der Ventilator 17 durch den Luftkanal 8 feucht warme Hallenluft saugt, die dadurch am Wärmetau- scher 10' vorgekühlt, am Verdampfer 2 weiter gekühlt und entfeuchtet wird und nach Durchströmen des Tropfenabscheiders 18 vom Wärmetauscher 10" wie der vorgewärmt und vom Kondensator 4' auf ihre er forderliche Temperaturhöhe gebracht wird. Dabei dient der im Beckenwasserkreislauf 7 angeordnete Kondensator 4" dazu, den insbesondere an heissen Sommertagen anfallenden Wärmeüberschuss ins Bek- kenwasser 6' abzuführen.
Ein solcher Anfall von Wär- meüberschuss macht sich zunächst durch ein Ansteigen des Druckes im Wärmepumpenkreislauf 1 bemerkbar, worauf bei überschreiten eines Grenzdruckes der im Hauptwärmepumpenkreislauf 1 befindliche Pressostat 19 das Magnetventil 7" öffnet und zugleich die Bek- kenwasserpumpe 7' in Betrieb setzt, um bei Erreichen des Normaldruckes das Ventil 7" wieder zu schliessen und die Pumpe 7' wieder ausser Betrieb zu setzen.
Für den Fall hingegen, dass die Hauptwärmepumpe auf Grund ihrer Dimensionierung nicht imstande ist, die Raumluft auf ihr erforderliches Temperaturniveau zu erwärmen, ist die Zusatzwärmepumpe 9 vorgesehen, die durch ihren in den Luftaufbereitungskanal 8 einge setzten Kondensator 9"' die vom Kondensator 4' kom mende Luft nachwärmt. Zu diesem Zweck setzt der Thermostat 20 bei Untertemperatur der Hallenluft sowohl die Beckenwasserpumpe 7' als auch den Kom pressor 9" in Betrieb, wodurch warmes Beckenwasser 6' über die Verbindungsleitungen 13 in den Verdamp fer 9' der Zusatzwärmepumpe 9 gedrückt wird, dort unter Wärmeabgabe gekühlt und alsdann in das Bek- ken 6 zurückgefördert wird.
Dieser Thermostat 201, der vorzugsweise als Drei-Stellungsthermostat (für Unter temperatur, Nullstellung und Übertemperatur) ausgebil det ist, kann bei Übertemperatur der Hallenluft eben falls das Magnetventil 7" öffnen sowie die Beckenwas serpumpe 7' in Betrieb setzen, während der Kompressor 9" der Zusatzwärmepumpe 9 ausser Betrieb geschaltet bleibt.
Die am Verdampfer 9' abgegebene Wärmemenge wird vom Kompressor 9" auf ein höheres Temperatur niveau angehoben, dem Kondensator 9"' zugeführt, von dem sie an die Raumluft abgegeben wird. Dabei ist die Hauptwärmepumpe 1 und insbesondere deren Kompressor 3 so ausgelegt, dass sie innerhalb eines be stimmten Temperaturintervalls der atmosphärischen Aussenluft vollkommen ausreicht, um den Wärmebe darf des Hallenbades zu decken, während die Zusatz wärmepumpe 9 lediglich bei relativ tiefen Aussentem peraturen an extrem kalten Tagen einzuschalten ist, wodurch sowohl die Hauptwärmepumpe 1 als auch die Zusatzwärmepumpe 9 stets bei optimalen Leistungszif fern arbeiten können.
Ganz Entsprechendes gilt auch für die in Fig.2 dargestellte Anlage. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 be schriebenen besteht hier der Kondensatorteil 4 der Hauptwärmepumpe 1 aus insgesamt drei Kondensato ren 4', 4" und 4"', von denen die beiden vorzugsweise als Rippenrohrwärmeaustauscher ausgebildeten Kon densatoren 4' und 4"' im Luftaufbereitungskanal 8 an geordnet sind, während der Kondensator 4" wie bisher je nach Bedarf vom Beckenwasserkreislauf 7 zu beauf- schlagen ist.
Der besondere Vorteil dieser Anordnung beruht darin, dass im Kondensator 4' der vom Kom pressor 3 kommende Kältemitteldampf zum grössten Teil auskondensiert wird und anschliessend dieses Käl- temittelkondensat im Kondensator 4"' durch die kalte, vom Verdampfer 2 kommende Luft noch weiter ausge- kühlt wird, wodurch die Leistungsziffer der Hauptwär mepumpe 1 noch weiter angehoben wird und somit auch die Zusatzwärmepumpe 9 entsprechend kleiner ausgelegt werden kann.
In dem in der Fig. 3 dargestellten Beispiel wird der Kondensatorteil 4 der Hauptwärmepumpe 1 aus den Kondensatoren 4', 4" und 41v gebildet, wobei nun mehr im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Bei spiel die beiden Kondensatoren 4' und 4" im Kälte mittelkreislauf parallel zueinander geschaltet sind. Um beispielsweise eine Kondensatüberflutung des Ver dampfers 2 bei abgestelltem Kompressor 3 zu verhin dern, ist hinter dem Kondensator 4' und dem Konden sator 4" je ein Magnetventil 21 bzw. 21' vorgesehen. Im Betrieb können beide Ventile 21, 21' auch wahl weise geöffnet bzw. geschlossen werden, wobei bei ge wünschter starker Wärmeabfuhr ins Beckenwasser 6' das Ventil 21 geschlossen und das Ventil 21' geöffnet ist, wohingegen bei starker Lufterwärmung das Ventil 21 geöffnet und das Ventil 21' geschlossen wird.
Lediglich im Stillstand des Kompressors 3 sind beide Ventile 21, 21' geschlossen. Dabei wird das Ventil 21 gleichzeitig mit Anlaufen des Kompressors 3 geöffnet und mit diesem vom Hydrostaten 16 geregelt, während das Ventil 21' bei Übertemperatur der Hallenluft ge meinsam mit dem Magnetventil 7" und der Becken wasserpumpe 7' vom Thermostaten 20 geöffnet bzw. in Betrieb gesetzt wird.
Der Luftkondensator 4' ist so gross ausgelegt, dass er im Normalbetrieb ohne weiteres imstande ist, die gesamte Wärmebedarfsdeckung der Luft aufzubringen, während der gesamte Wärmeüberschuss vom Konden sator 4" in das Beckenwasser 6' abgeführt wird. Durch entsprechendes Abstimmen der Zusatzwärme pumpe 9, insbesondere von deren Luftkondensator 9"', ist es möglich, mit nur drei Wärmeaustauschern 2, 4', 9"', im Luftaufbereitungskanal 8 auszukommen, wodurch die Anlagekosten der Hauptwärmepumpe 1 und der Zusatzwärmepumpe 9 entsprechend verringert werden.
Der in Strömungsrichtung des Kältemittels hinter den beiden Kondensatoren 4' und 4" in den Kältemittelkreislauf der Hauptwärmepumpe 1 geschal tete Kondensator 41v dient auch hier zur Ausnutzung der Kondensatauskühlung, diesmal für eine Fussboden- heizung 22, wodurch wiederum die Leistungsziffer der Hauptwärmepumpe 1 erhöht und somit die Zusatzwär mepumpe 9 entsprechend geringer ausgelegt werden kann.
Es versteht sich, dass der letztgenannte Kondensa tor 41v ebenso gut auch zwischen den Kondensatoren 4" und 4"' der in Fig. 2 dargestellten Anlage angeord net werden kann, wodurch die Kondensatauskühlung sowohl für die Fussbodenheizung 22 als auch für die Luftvorwärmung ausgenutzt wird. Weiterhin ist es möglich, die Zusatzwärmepumpe 9 durch eine an sich bekannte Anordnung eines Vierwegeventils sowie eines weiteren Druckreduzierventiles mittels Umkehrung der Kältemitteldurchflussrichtung an heissen Sommertagen zur Nachkühlung der Luft zu benutzen, wobei dann der bisherige Kondensator 9"' als Verdampfer und der bisherige Verdampfer 9' als Kondensator wirken wür den und letzterer gemeinsam mit dem Kondensator 4" den anfallenden Wärmeüberschuss ins Beckenwasser 6' abführt.
Schliesslich kann bei hohen Hallenlufttem peraturen ein Teil der gekühlten und entfeuchteten Luft hinter dem Tropfenabscheider 18 durch den in Fig. 1 gestrichelt dargestellten und mittels der elektro motorisch verstellbaren Drosselklappe 23' regelbaren Bypass-Kanal 23 abgezogen und hinter den Wärmeaus- tauschern 10", 4', 9"' dem erwärmten Luftanteil wie der zugeführt werden.