DE2757439B1

DE2757439B1 - Verfahren zur Entfeuchtung der Luft von Hallenschwimmbaedern und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2757439B1
Application number: DE19772757439
Authority: DE
Inventors: Hans Lippuner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-11-29
Filing date: 1977-12-22
Publication date: 1979-01-11
Also published as: CH624471A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfeuchtung der Luft eines Hallenschwimmbades mit einer von einer Feuchtigkeitsregelschaltung gesteuerten Wärmepumpe, wobei die Schwimmbadluft zur Ausscheidung von Wasser am Verdampfer der Wärmepumpe vorbeigeführt und abgekühlt wird, worauf dann die der Schwimmbadluft entzogene Wärme durch den Konden- so sator der Wärmepumpe wieder der Schwimmbadluft und/oder dem Badewasser zugeführt wird, und die Raumtemperatur in Abhängigkeit der Badewassertemperatur derart geregelt wird, daß die Raumtemperatur stets höher ist als die Badewassertemperatur.

Bekannte Hallenschwimmbäder verursachen erhebliche Betriebskosten, die sich vor allem daraus ergeben, daß die Raumtemperatur relativ hoch bei etwa 30° C liegt In älteren Anlagen entstehen große Wärmeverluste, wenn die Gebrauchtluft ungekühlt ins Freie w· abgelassen wird. Dies bedingt daß zur Frischluftheizung große Wärmemengen benötigt werden.

Als äußerst sparsames und platzsparendes Mittel zur Senkung der Betriebskosten hat sich die Wärmepumpe erwiesen. Zu diesem Zwecke wird eine Wärmepumpe »> derart eingesetzt daß die Schwimmbadluft zur Ausscheidung von Wasser am Verdampfer der Wärmepumpe vorbeigeführt und abgekühlt wird, worauf dann die der Schwimmbadluft entzogene Wärme durch den Kondensator der Wärmepumpe wieder der Schwimmbadluft zugeführt wird. Da die Schwimmbadluft durch die Wärmepumpe entfeuchtet wird, muß nur eine geringe, physiologisch bedingte Frischluftmenge zugeführt werden. Der Energiebedarf für die Erwärmung der Frischluft kann daher kleingehalten werden.

Die Verwendung einer Wärmepumpe ermöglicht es also, den Energiebedarf zu senken und dadurch die Betriebskosten gegenüber einer herkömmlichen Anlage erheblich zu reduzieren.

Eine wichtige Aufgabe der Wärmepumpe besteht darin, das Raumklima angenehm zu halten. Dies geschieht dadurch, daß bei der Abkühlung der Schwimmbadluft am Verdampfer der Wärmepumpe Wasser abgeschieden wird. Auf diese Weise kann die relative Feuchtigkeit der Schwimmbadluft in solchen Grenzen gehalten werden, daß sie nicht unangenehm empfunden wird und eine Schwitzwasserbildung an Fenstern und Wänden vermieden wird. Solche Schwitzwasserbildungen könnten zu Gebäudeschäden führen.

Wenn das Schwimmbad nicht benützt wird, reduziert sich die Verdunstungsmenge aus dem Schwimmbecken. Dies ermöglicht es, die Luftentfeuchtungsanlage auf Ruhebetrieb zu schalten. Bekannte Anlagen sehen daher einen Schalter zur Umstellung von Badebetrieb auf Ruhebetrieb vor. Um Heizenergie zu sparen, war es bisher vielfach auch üblich, die Temperatur der Heizung abzusenken. Es hat sich jedoch gezeigt daß dadurch die Verdunstungsmenge erhöht wird und somit die Notwendigkeit besteht die Wärmepumpe praktisch ständig in Betrieb zu halten. Dies bedingt natürlich entsprechende Strom- und Unterhaltskosten für die Wärmepumpe, die höher sein können, als die durch die Temperaturabsenkung ersparten Heizkosten.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem auch im Ruhebetrieb ein möglichst optimales Verhältnis zwischen den Heizkosten und den Kosten für die Wärmepumpe erzielt wird.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Regelung der Raumtemperatur derart erfolgt daß im Ruhebetrieb die Temperaturdifferenz zwischen Raumtemperatur und Badewassertemperatur größer ist als im Badebetrieb. Auf diese Weise kann die Verdunstungsrate klein gehalten werden, so daß im Ruhebetrieb ein intermittierender Betrieb der Wärmepumpe mit großen Ruhepausen möglich ist. Dadurch wird der Energiebedarf für die Wärmepumpe und die Abnützung derselben klein gehalten. Dies wirkt sich in einer Reduktion der Strom- und der Unterhaltskosten aus, wobei natürlich auch die erhöhte Betriebssicherheit der Anlage an sich allein einen großen Vorteil darstellt.

Erwartungsgemäß hat sich gezeigt daß eine kleine Erhöhung der Lufttemperatur im Ruhebetrieb zu etwas erhöhten Wärmeverlusten führt. Genau dies wollte man bisher durch Absenkung der Raumtemperatur im Ruhebetrieb vermeiden. Die durch eine leicht erhöhte Temperatur bedingten Wärmeverluste sind aber minimal und fallen verglichen mit dem geringeren Bedarf an elektrischer Energie und der geringeren Abnützung der Wärmepumpe nicht ins Gewicht Als besonders günstig für den Ruhebetrieb erweist sich eine Temperaturdifferenz zwischen Badewasser und Raumtemperatur von 4°C, also eine Raumtemperatur, die 4° C höher ist als die Badewassertemperatur.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit einem Lufttempera-

ORIQiNAL INSPECTED

turfühler und einem Wassertemperaturfühler, die an einem Temperaturregler angeschlossen sind, dessen Ausgang an ein Heizventil angeschlossen und die Lufttemperatur in Abhängigkeit der Badewassertemperatur regelt, und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturregler zur Regelung der Lufttemperatur einen weiteren Ausgang aufweist, und daß Schaltmittel vorgesehen sind, um im Ruhebetrieb das Heizventil an den weiteren Ausgang des Temperaturreglers anzuschließen.

Vorteilhaft dient der genannte weitere Ausgang des Temperaturreglers dem praktisch vollständigen öffnen und Schließen des Heizventils. Dies hat den Vorteil, daß der Ventilator, der normalerweise verwendet wird, um dem Lufterhitzer Schwimmbadluft zuzuführen, gleichzeitig mit dem öffnen und Schließen des Heizventils an- und abgestellt werden kann. Dies vermindert nicht nur die Abnützung und den Bedarf an elektrischer Energie zum Betrieb des Ventilators, sondern vermindert auch Luftbewegungen über dem Schwimmbecken, welche die Verdampfung des Badewassers fördern würden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun in Details beschrieben. Zum besseren Verständnis kann Bezug auf die Zeichnung genommen werden. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Wärmeenergieflusses in einem Hallenschwimmbad, wo zur Luftentfeuchtung eine Wärmepumpe Anwendung findet,

F i g. 2 ein Diagramm, welches den Wasserdampfgehalt der Luft in Abhängigkeit der Lufttemperatur bei verschiedener relativer Luftfeuchtigkeit darstellt und

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In F i g. 1 ist der Wärmeenergiefluß in einem Hallenschwimmbad dargestellt, in welchem zur Entfeuchtung der Luft eine Wärmepumpe 21 Anwendung findet.

Die Wärmeverluste durch Dach, Fenster und Wände werden durch Zickzackpfeile 17 angedeutet. Diese Wärme muß durch Heizenergie, die dem Lufterhitzer 19 zugeführt wird, ersetzt werden. Ein Ventilator 18 dient dazu, die Luft durch den Lufterhitzer 19 zu führen.

Die Wärmepumpe 21 weist in bekannter Weise einen Verdampfer 23 und einen Kondensator 25 auf. Dem Motor 27 der Wärmepumpe wird elektrische Energie zugeführt, die auf dem Umweg über mechanische Arbeit in der Wärmepumpe ebenfalls in Wärme umgewandelt wird und zusammen mit der Heizenergie die Wärmeverluste im Raum des Hallenschwimmbades ersetzt.

Im Betrieb der Wärmepumpe 21 wird die Schwimmbadluft dem Verdampfer 23 zugeführt und von diesem abgekühlt. Dabei wird aus der Schwimmbadluft Wasser kondensiert. Die getrocknete Luft wird dann dem Kondensator 25 zugeführt, welcher der Luft die entzogene Wärme und die der Wärmepumpe zugeführte elektrische Energie in Form zusätzlicher Wärme abgibt. Eine weitere Erwärmung der Luft erfolgt dann im Lufterhitzer 19. Mit dem Block 25' ist angedeutet, daß der Kondensator auch zur Erwärmung des Schwimmbadwassers 13 verwendet werden kann.

Private Hallenschwimmbäder werden in der Regel weniger als eine Stunde pro Tag benützt. Um Heizenergie zu sparen, wird deshalb bei bekannten Anlagen im Ruhebetrieb oft die Raumtemperatur abgesenkt, was aber zu den eingangs beschriebenen Nachteilen führt.

Es erweist sich als vorteilhaft, die Raumtemperatur in Abhängigkeit der Badewassertemperatur derart zu

regeln, daß die Raumtemperatur stets größer ist als die Badewassertemperatur. Der Zweck dieser Maßnahme wird am besten aus einer Betrachtung von Fig.2 verständlich. Dort wird der Wasserdampfgehalt der Luft in Abhängigkeit der Lufttemperatur für eine relative Luftfeuchtigkeit von 100% und eine solche von 55% schematisch angedeutet. Die gezeigte Darstellung erhebt keinen Anspruch auf maßstäbliche Richtigkeit, sondern dient lediglich dem Zwecke, die der Erfindung zugrunde liegenden Überlegungen zu verdeutlichen.

In unmittelbarer Nähe der Wasseroberfläche eines Schwimmbades beträgt die relative Luftfeuchtigkeit 100%. Mit anderen Worten, wenn die Wasseroberfläche im Ruhebetrieb nicht in Bewegung ist und keine Luftströmungen vorhanden sind, so bildet sich unmittelbar über der Wasseroberfläche eine mit Wasser praktisch gesättigte Luftschicht mit einer Temperatur, die praktisch der Wassertemperatur entspricht. Es verdunstet ständig Wasser an der Wasseroberfläche. Nach und nach steigt daher die relative Luftfeuchtigkeit in der Schwimmhalle auf einen Wert an, bei dem sich an Fenstern oder am Mauerwerk Kondenswasser bilden kann, es sei denn, die Wärmepumpe werde zur Entfeuchtung der Luft ständig oder bei entsprechendem Bedarf in Betrieb gehalten. Es hat sich nun gezeigt, daß bei einer Absenkung der Raumtemperatur im Ruhebetrieb mehr Wasser verdampft und die Luft verhältnismäßig rasch eine relative Luftfeuchtigkeit von 55% erreicht, die nicht überschritten werden sollte. Wie F i g. 2 zeigt, kann die Luft bei einer Raumtemperatur von 28° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 55% relativ viel Wasser aufnehmen, bis eine relative Luftfeuchtigkeit von 100% erreicht wird. Dies wird durch Ax dargestellt. Es verdampft daher in kurzer Zeit viel Wasser. Auch bei einer Raumtemperatur von beispielsweise 30⁰C und einer Wassertemperatur von 28° C kann die Luft mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 55% noch relativ viel Wasser durch Verdunstung aus dem Schwimmbecken aufnehmen, was durch Δχ\ dargestellt wird. Ist jedoch die Raumtemperatur höher, so nimmt die Verdampfung an der Wasseroberfläche ab. Dies wird deutlich beim gezeigten Extremfall, wo die Luft rund 39° C und die Wassertemperatur rund 28° C beträgt, wobei die Luft von 39° C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 55% den gleichen Wasserdampfgehalt aufweist wie die an der Wasseroberfläche vorhandene Luft mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100% und einer der Wassertemperatur von 28° C entsprechenden Temperatur. In diesem Fall findet keine Verdunstung und Erhöhung der relativen Luftfeuchtigkeit mehr statt, so daß sich ein Entfeuchten der Luft durch eine Wärmepumpe erübrigen würde. Nun ist es aber keineswegs zweckmäßig, die Lufttemperatur in solchem Ausmaß zu erhöhen, denn bei einer so hohen Raumtemperatur wird die Badewassertemperatur unangenehm kalt empfunden und auch die Wärmeverluste würden zu hoch steigen. Mit wenig Aufwand kann jedoch die Lufttemperatur in Abhängigkeit der Badewassertemperatur derart geregelt werden, daß die Raumtemperatur stets größer ist als die Badewassertemperatur. Bei einer Temperaturdifferenz von beispielsweise 2° C, also wenn die Raumtemperatur 2° C höher liegt als die Badewassertemperatur, werden beide Temperaturen noch als angenehm empfunden. Im Ruhebetrieb aber darf die Raumtemperatur höher liegen. Bei einer Raumtemperatur, die etwa 4° C höher liegt als die Badewassertemperatur, ist die zusätzlich notwendige Heizenergie relativ klein, aber andererseits

sind beträchtliche Ersparnisse an elektrischer Energie für die Wärmepumpe möglich, weil dann die Wärmepumpe im Ruhebetrieb erheblich weniger laufen muß, um die noch notwendige Entfeuchtung vorzunehmen.

Wie nämlich F i g. 2 zeigt, kann bei einer Raumtemperatur von 32° C und einer Wassertemperatur von 28° C die Luft mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 55% nicht mehr viel Wasser durch Verdunstung aus dem Schwimmbecken aufnehmen; Δχ2 ist klein und die Verdunstungsrate entsprechend gering.

Bei der in F i g. 3 gezeigten schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltung ist mit der Bezugsziffer 27 wiederum der Motor der Wärmepumpe 21 (F i g. 1) dargestellt, die z. B. von einem Hygrostat 31 gesteuert wird, um beim Überschreiten einer vorbestimmten relativen Luftfeuchtigkeit die Luft zu entfeuchten. Am Temperaturregler 33 ist ein Badewassertemperaturfühler 34 und ein Lufttemperaturfühler 35 angeschlossen. Der Temperaturregler 33 weist zwei Ausgänge 37 und 39 auf. Der Temperaturregler 33 regelt die Raumtemperatur in Abhängigkeit von der Badewassertemperatur so, daß die Raumtemperatur im Badebetneb etwa 2° C und im Ruhebetrieb etwa 4° C höher liegt als die Badewassertemperatur. Je nach Betriebsart, Badebetrieb oder Ruhebetrieb, befindet sich der Schalter 41 in der eingezeichneten oder der umgeschalteten Stellung, so daß das Heizventil 42 im Badebetrieb vom Ausgang 37 und im Ruhebetrieb vom Ausgang 39 gesteuert wird. Das Heizventil 41 steuert die Zufuhr des Heizmediums zum Lufterhitzer 19(F i g. 1).

Der Ausgang 37 bewirkt während des Badebetriebes eine progressive Regelung des Heizventils 42, während beim Ruhebetrieb der Ausgang 39 ein vollständiges öffnen und Schließen des Heizventils 42 bewirkt. Im Ruhebetrieb braucht daher der Ventilator 18 (Fig. 1) nicht ständig zu laufen, sondern kann gleichzeitig mit dem öffnen und Schließen des Heizventils an- und ϊ abgeschaltet werden. Dies vermindert nicht nur die Abnützung des Ventilators 18 und den Bedarf an elektrischer Energie, sondern verhindert während der Abschaltzeit auch Luftturbulenzen in der Schwimmhalle, die eine Verdampfung aus dem Badebecken fördern würden.

Zusammenfassung

Gemäß dem Verfahren erfolgt die Entfeuchtung mit einer Wärmepumpe. Die Raumtemperatur wird in

i^r> Abhängigkeit der Badewassertemperatur so geregelt, daß die Raumtemperatur stets höher ist als die Badewassertemperatur. Dabei wird im Ruhebetrieb die Raumtemperatur nicht wie üblich abgesenkt, sondern angehoben. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist einen Temperaturregler mit zwei Ausgängen auf von denen der eine das Heizventil im Badebetrieb progressiv steuert und der andere im Ruhebetrieb das Heizventil zur Aufrechterhaltung einer gegenüber dem Badebetrieb erhöhten Raumtemperatur ganz öffnet, bei Erreichen einer oberen Temperaturgrenze schließt und nach dem Erreichen einer unteren Temperaturgrenze wieder ganz öffnet. Währenddem im Badebetrieb der Ventilator ständig läuft, ist er im Ruhebetrieb nur bei geöffnetem Heizventil im Betrieb.

Durch all diese Maßnahmen wird im Ruhebetrieb die Verdunstung aus dem Schwimmbecken reduziert, so daß die Wärmepumpe im Ruhebetrieb nur in langen Abständen kurz eingeschaltet werden muß, was zu einer Reduktion der Strom- und Unterhaltskosten führt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entfeuchtung der Luft eines Hallenschwimmbades mit einer von einer Feuchtigkeitsregelschaltung gesteuerten Wärmepumpe, wobei die Schwimmbadluft zur Ausscheidung von Wasser am Verdampfer der Wärmepumpe vorbeigeführt und abgekühlt wird, worauf dann die der Schwimmbadluft entzogene Wärme durch den Kondensator der Wärmepumpe wieder der Schwimmbadluft und/oder dem Badewasser zugeführt wird, und die Raumtemperatur in Abhängigkeit der Badewassertemperatur derart geregelt wird, daß die Raumtemperatur stets höher ist als die Badewassertemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Raumtemperatur derart erfolgt, daß im Ruhebetrieb die Temperaturdifferenz zwischen Raumtemperatur und Badewassertemperatur größer ist als im Badebetrieb.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Temperaturdifferenz im Ruhebetrieb ca. 4° C beträgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Lufttemperaturfühler und einem Wassertemperaturfühler, die an einem Temperaturregler angeschlossen sind, dessen Ausgang an ein Heizventil angeschlossen und die Lufttemperatur in Abhängigkeit der Badewassertemperatur regelt, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturregler (33) zur Regelung der Lufttemperatur einen weiteren Ausgang (39) aufweist, und daß Schaltmittel (41) vorgesehen sind, um im Ruhebetrieb das Heizventil (42) an den weiteren Ausgang (39) des Temperaturreglers (33) anzuschließen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte weitere Ausgang (39) des Temperaturreglers (33) dem praktisch vollständigen Offnen und Schließen des Heizventils (42) dient

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