DE2624962A1 - Klimageraet fuer hallenbad - Google Patents

Description

LOTHAR J. TUEPPERS 5760 Arnsberg 1, den 30. Mai 1976

KLIMAGERÄT FÜR HALLENBAD

Die Wirtschaftlichkeit eines Hallenbades wird bestimmt von dem Maße an Wärme- und Wasserverlust. Bei einer uls typisch angenommenen Wassertemperatur von 26⁰G und einer Hallenlufttemperatur von 28 C werden an der Grenzschicht zwischen Wasser und Luft nicht weniger als 150 g V/asser pro Quadratmeter Wassei— oberfläche und Stunde verdunstet, wobei jedes Gramm 'Hdauer f-i.-t 600 Kalorien mitnimmt.

Die Verdunstung führt in dem Hallenklima zu einer hohen Luftfeuchtigkeit, die nicht nur als unbehaglich empfunden wird, sondern bei niedrigeren Außentemperaturen auch zu starker Kondenswasserbildung an den Innenflächen des Baukörpers führt, lie diesen innerhalb weniger Jahre verrotten lassen kann. Wenn die3 vermieden werden soll, so ist eine Entfeuchtung unumgänglich.

Das immer noch am häufigsten angetroffene, aber im Zuge eines zunehmenden Energiebewußtseins rückläufige Verfahren zur Entfeuchtung von insbesondere kleineren, meistens privaten, Hallenbädern arbeitet mit Zu- und/oder Abluftventilatoren, welche die feuchte, warme Hallenluft gegen ungesättigte, kältere Außenluft austauschen. Dieses Verfahren ist äußerst unwirtschaftlich, energievergeudend und umweitverändernd: Die gesamte Verdunstungswärme wird zusammen mit dem verdunsteten Wasser und der soeben erst aufgeheizten Luft kurzerhand ins Freie befördert. Kalte Ersatzluft wird wieder aufgeheizt.

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Es sind aber auch Luftentfeuchter bekannt, die, in der Halle aufgestellt oder mit ihr durch Zu- und Abluftkanäle verbunden, die Hallenluft zirkulieren und ihr dabei Luftfeuchtigkeit durch Kondensation entziehen. Mit diesen Geräten wird 'lie ir, der Hallenluft enthaltene latente Wärme als Kondensationswsrme zurückgewonnen und an die Hallenluft abgegeben, was deren Beheizungsaufwand verringert. Das Wasserkondensat wird ins Schwimmbecken zurückgeleitet. Dieser Art von Luftentfeuchtern oder Klimageräten für Hallenbad haftet noch der Nachteil an, daß bei höheren Außenlufttemperaturen die Wärmezufuhr zu einer Übertemperierung der Hallenluft führen kann, so daß entweder auf die weitere Entfeuchtung verzichtet oder wieder auf das beschriebene unwirtschaftliche Zu-/Abluftverfahren zurückgegriffen werden muü.

Sieht man den Betrieb eines Hallenbades unter dem Gesichtspunkt der 3 Probleme Wasserbeheizung, Luftbeheizung, Luftentfeuchtung, so wäre ideal eine Einrichtung, welche die Luft bei Zirkulation entfeuchtet und die freigesetzte Koniensationswärme wahlweise und nach Erfordernis an die Luft oier an das Wasser abgibt. Derartige Einrichtungen sind nicht unbekannt. Es handelt sich zumeist um Wärmepumpen, welche sowohl mit einem luftgekühlten als auch mit einem schwinmbeckenwassergekühlten Verflüssiger ausgestattet sind, die nach Erfordernis wechselweise in Betrieb gesetzt werden. Solche Einrichtungen sind nur mit erheblichem Aufwand zu realisieren und erlauben keinen weitgehend kontinuierlichen Übergang zwischen der Wärmeabgabe an die Luft und das Wasser.

In meiner Schrift vom 5. August 1974 (Offenlegungsschrift Nr. 24 38 124) wird bereits ein Klimagerät für Hallenbad vorffestellt, das mittels eines Stellglieds und eines Wärmetauscher*· die Möglichkeit bietet, die bei der Luftentfeuch-

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tung freigesetzte Wärmeenergie beliebig, ganz oder teilweise, an die Luft und/oder das Y»'asser abzugeben. Die damals beschriebene Einrichtung hat sich in der Praxis vielfach bewährt, insbesondere wenn bei Wasser und Luft des Hallenbades normale Temperaturen gefahren werden.

Dagegen gibt es Hallenbäder, die als Gesundheitsbäj^ier mit wesentlich höheren Temperaturen betrieben werden. Arlere legen mehrmals wöchentlich Warmbadetage ein. Da andererseits der Kühlmittelkreislauf der Wärmepumpe seine Kühlmittelfüllurg für einen gewissen Temperaturbereich hat und bei üterxHÜgen: Temperaturanstieg von Sicherheitsthermostaten abgeschaltet werden muß, ging die Leistungsrate der seinerzeit beschriebenen Ausführung eines Klimageräts für Hallenbad πit zunehmenden Temperaturen von Wasser und Luft und damit zusammenhängender häufigerer Abschaltung mehr und mehr zurück. Auch kam schon bald der Wunsch auf, die durch das seinerzeit beschriebene Stellglied für manuelle Regelung der Wärmeabgabe an Wasser und/oder Luft durch eine automatische Regelurg zu ersetzen. Schon damals wurde diese erwogen, aber wegen ihres hohen technischen Aufwandes fallen gelassen. Auf dem Armaturenmarkt werden automatische Drewegeventile zu einem tragbaren Preis noch nicht angeboten.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Klimagerät für Hallenbad, das die vorstehend aufgeführten, übrig gebliebenen Wünsche sowie die Beseitigung der noch bestehenden Mangel realisiert.

Das erfindungsgemäßfc-Klimagerät bietet somit folgende Möglichkeiten:

1. Die bei der Entfeuchtung zurückgewonnene Wärmeenergie kann ganz oder teilweise an die Luft und/oder das Schwimmbeckenwasser abgegeben werden.

2. Das Schwimmbeckenwasser kann durch einen Temperaturwächter, welcher die Pumpe in Betrieb setzt, gleichmäßig temperiert

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werden, weil die so in Gang gesetzte Pumpe ei": den '.Yasper eiren Großteil der am Verflüssiger freigesetzten '.V'ärroener^ie in das Schwimmbecken ableitet, noch ehe .= ie in den luftgekühlten Verflüasigerteil gel^rrt. Andererseits kann, wenr. ra-in der Hallenluffbeheizurς den Vorrang gibt, durch einer anderen Temperaturvvächter iie Hellenluft gleichmäßig temperiert werden, wenr. dieser bei Unterschreitung des Grenzwerts die Furr.pe auSer Betrieb setzt und somit alle freigesetzte tfärme an die Luft gelangen läßt.

Auch bei höheren Hallenlufttemperaturen, wie sie beispielsweise bei Gesundheitsbädern verlangt werden, karr, das e.ⁿfindurgsgemäße Klimagerät für Hallenbad untercrechurgslos weiter arbeiten, weil, noch bevor der Sicherheitsthermo"·+.·; das Kälteaggregat abschaltet, ein Druckwächter bei Überschreiten eines Grenzwertes im Kühlmittelkreislauf die Wasserpumpe einschaltet und so dafür sorgt, da£ «rärrnestau im Kälteaggregat rasch abgebaut wird.

Die Gewinnung der vorstehenden Möglichkeiten mit relativ wenig aufwendigen Mitteln«.

Bes chreibunft

Das erfindurgsgemäße Klimagerät für Hallenbad besteht, wie aus der Zeichnung ersichtlich, aus der Wärmepumpe mit wassergekühltem Verflüssigerteil 1 und luftgekühltem Verflüs~igerteil 2, Kältekompressor 3 und zwangsbelüftetem Verdampfer Die Zwangsbelüftung besorgt das Gebläse 5. Pumpe 6 fördert das Schwimmbeckenwasser als Kühlwasser für den Verflüssigerteil 1 heran. Der luftgekühlte Verflüssigerteil 2 ist dem Verdampfer 4 im Luftstrom nachgeordnet, so daß sich die am Verdampfer 4 zum Zwecke der Entfeuchtung und zur Unterschreitung des Taupunkts der Luft stark abgekühlte Luft mindestens wieder auf die Eintrittstemperatur erwärmen kann. Im Luft-

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strom kann dem Verdampfer 4 und dem Verflüssigerteil 2 weiterhin ein Wärmetauscher 7 nachgeord.net sein, der an ein vorhandenes Zentralheizungssystem angeschlossen wird. Auch kann 7 ein elektrisches Heizregister sein. In diesem Falle ist ein weiterer, bisher unerwähnt gebliebener Vorteil des erj-induno;3-gemäßen Klimageräts für Hallenbad erreicht, nämlich daß dieses Klimagerät, wenn es die Form einer aufrecht an der Wand stehenden Truhe oder ähnlich hat, nicht mehr Raum beansprucht als eine sonst hier aufgestellte Heizeinrichtung wie Konvektcr oder Elektroheizung.

Eir- Hygrostat 8 schaltet bei Überschreiten des eingestellter. Grenzwerts der Luftfeuchtigkeit das Gerät, sprich Wärmepunpe, ein. Gleichzeitig läuft immer das Gebläse 5, das die feuchte ur.i warme Hallenluft durch den Verdampfer 4, den luftgekühlten. Verflüssigerteil 2 und gegebenfalls den 7/ärme tausch er oder da3 Heizregister 7 blä3t. Am Verdampfer 4 wird der Luft Werme entzogen, die den Verflüssigerteilen 1 und 2 zugeführt wird. Die so stark abgekühlte Luft gerät unter den Taupunkt, Wssser taut aus, sammelt sich in der Wanne 9 und wird durch die Kondensatleitung 10 beispielsweise in das Schwimmbecken geleitet.

Zusammen mit der am Verdampfer 4 der Luft entzogenen Wärme gelangt die bei der Entfeuchtung frei gewordene Kondensationswarme an die Verflüssiger 1 und 2, die sie an das Schwimmbeckenwasser oder an die Luft weiterleiten.

Wenn die Wasaerpumpe 6 nicht eingeschaltet ist, fällt es der vom Verdampfer 4 kommenden, stark abgekühlten Luft nicht schwer, vom Verflüssigerteil 2 alle anfallende Wärme mitzunehmen. Die Punktion des wassergekühlten Verflüssigerteils 1 wird nicht beansprucht. Ar.ders wenn die Pumpe 6 eingeschaltet ist: Das viel dichtere Medium Wasser, das jetzt, vom Schwimmbecken kommend, den Verflüssigerteil 1 durchströmt, nimnt nunmehr so viel von der anfallenden Wärmeenergie mit, daß dem luftgekühlten Verflüssigerteil 2 vielleicht noch gerade soviel

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Wärme zufließt, daß diese Merge ausreicht, die bis lahin stark abgekühlte Luft wieder auf ihre Sirtritt3temperatur zu erwärmen.

Die Wasserpumpe 6 wird nun durch verschiedene Mittel in oder außer Betrieb gesetzt: Schalter 11 erlaubt die Ein-/Ausschaltung von Hand, wenn der ./unsch besteht, alle Wärme, die freigesetzt wird, dem Schwirambeckenwasser zuzuführen, oder nur der Luft. Ein: Wasser, Aus: Luft. Druckwächter 12 schaltet die Pumpe 6 ur.i damit den Wasserkreislauf inner darr, ein, wer.n der Druck ir dem Wärmepumpen-/Kälte-System übermäßig ansteigt, zum Beispiel wenn die Eintrittstemperatur der Luft relativ hoch und keine ausreichende Wärmeabfuhr an die Luft gegeben ist. Temperaturwächter 13 schaltet die Wasserpumpe 6 ir.mer dann ein, wenn der eingestellte Grer.zwert der V/; ssertemperatur unterschritten wird. Er kann sich in alternativer Fräferenz befinden mit einem Temperaturwächter 14, der die Wasserpumpe 6 immer dann a_usschaltet, wenn der eingestellte Grenzwert der Lufttemperatur unterschritten wird. Im ersteren Falle sorgt der Temperaturwächter 13 für eine vorzugsweise Wärmebelieferung des Wassers, im letzteren Falle der Temperaturwächter 14 für eine solche der Luft.

Es ist ohne weiteres einzusehen, daß es für den Erfindur.gsgedanken nicht abträglich sein kann, wenn die Beschickung des erfindungsgemäßen Klimageräts für Hallenbad mit W-.is.--er aus den Schwimmbecken von einer außerhalb des Geräts befindlichen Einrichtung besorgt wird. Erwünscht ist aber sicher ein Kiimage^rät für Hallenbad, das in sich vollständig ist und keiner äußeren Hilfsmittel bedarf, weshalb die Erfindung vorzugsweise die Integration einer Wasserpumpe (6) innerhalb seines Gehäuses vorsieht.

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Claims (6)

1. Ansprüche

   M .) Klimagerät für Hallenbad, mit Wärmepumpe, zwar.gsbelüftetem Verdampfer sowie einem wasser- und einem luftgekühlten Verflüssiger, dadurch gekennzeichnet, daß die "beiden Verflüssiger als Teile eines von ihnen gemeinsam gebildeten Gesamtverflüssigers im Kühlmittelkreislauf der Wärmepumpe hintereinander angeordnet sind, und ferner dadurch, daß das genannte Klimagerät eine eingebaute Pumpe für die Zirkulation des Schwimmbeckenwassers durch den wassergekühlten Verflüssigerteil besitzt.
2. 2. Klimagerät für Hallenbad gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Pumpe nicht nur mittels eines Handschalters, sondern auch durch einen am Kühlmittelkreislauf angeschlossenen Druckwächter betrieben wiri.
3. 3. Klimagerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Pumpe mittels eines die Hallenluft kontrollierenden Temperaturwächters betrieben wird.
4. 4·. Klimagerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1, 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Pumpe mittels eines das Schwimmbeckenwasser kontrollierenden Temperaturwächters betrieben wird.
5. 5. Klimagerät gemäß Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der luftgekühlte Verflüssigerteil im Kühlmittelkreislauf der Wärmepumpe dem wassergekühlten Verflüssigerteil vor- · geordnet ist.
6. 6. Klimagerät gemäß Ansprüchen 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß es einen Wärmetauscher für den Anschluß an eine Warmwasserheizungsanlage besitzt.

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