DE3424278A1

DE3424278A1 - Verfahren und vorrichtung zur entfeuchtung und beheizung von raeumen mit grossen offenen wasserflaechen, insbesondere schwimmbadhallen

Info

Publication number: DE3424278A1
Application number: DE19843424278
Authority: DE
Inventors: Dieter 3002 Wedemark Kronauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Kronauer Lieselore 30900 Wedemark De
Priority date: 1984-07-02
Filing date: 1984-07-02
Publication date: 1986-01-23
Also published as: DE3424278C2

Description

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DiPL.-PHYS. DR. WALTHER JUNIUS 3 Hannover

WOLFSTRASSE 24 · TELEFON (05 11) 83 «5 30 g Jrjni 1984

Meine Akte: 835

Dieter Kronauer, Hellendorf er Weg 20, 3002 Wedemarlc 1

Verfahren und Vorrichtung zur Entfeuchtung und Beheizung von Räumen mit großen offenen Wasserflächen, insbesondere Schwimin-

badhallen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfeuchtung und Beheizung von Räumen mit großen offenen Wasserflächen, insbesondere Schwimmbadhallen.

Räume mit großen offenen Wasserflächen, wie z.B. Schwimmbadhallen müssen ständig entfeuchtet werden, weil aus dem meist auf 22 bis 24⁰O aufgeheizten Wasser soviel Feuchtigkeit verdunstet, daß sich die Feuchtigkeit an den Decken, den Wänden und dem Boden des Raumes niederschlägt. Dieses an der Decke und an den Wänden kondensierte Wasser beeinträchtigt nicht nur die Schönheit- des Raumes und das Wohlbefinden der sich in ihm aufhalter!en Menschen, sondern führt schon nach kurzer Zeit zu erheblichen Bauschäden. Das Klima in einem derart feuchten Raum ist so ungünstig, daß ein Arbeiten in dem Raum erschwert wird und der Aufenthalt in dem Raum als unangenehm empfunden wird. Deshalb muß die Iiiift in Schwimmbadhallen ständig erneuert oder entfeuchtet werden.

In kleineren Schwimmhallen wird in den meisten Fällen die

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Luft im Raum ständig erneuert. Die feuchte Luft wird durch ein Gebläse in die Umgebung abgeführt, während neu eintretende Luft in einem Lufterhitzer erwärmt und dem Raum zugeführt wird. Das ist energetisch außerordentlich ungünstig und daher - berechnet auf den Quadratmeter Wasserfläche oder den Kubikmeter Rauminhalt sehr teuer.

Daher wird in größteren Schwimmbädern die Feuchtluft abgezogen und einer Anlage zugeführt, die mit einer Wärmepumpe ausgestattet ist, die der Feuchtluft Wärme entzieht und frisch aus der Umgebung angesaugter Luft Wärme zuführt. Diese erwärmte Umgebungsluft wird dann im Austausch für die der Schwimmhalle entzogene Feuchtluft dieser zugeführt, Da während des Wärmeentzuges aus der Feuchtluft Wasser kondensiert, erhält man nach dem Wärme- und Feuchtigkeitsentzug eine trockene Luft, die man nach Aufheizung auch wieder der Schwimmbadhalle zuführen könnte, wenn sich dieses als energetisch günstiger erweisen sollte. Das Arbeiten mit einer Wärmepumpe erfordert erhebliche Investittionen in die Sntfeuchtungsanlage. Da die Wärmepumpe bei diesen Anlagen in der Benutzungszeit des Schwimmbades in Tätigkeit sein muß, ist die Wärmepumpe mit der teueren elektrischen Energie am Tage zu speisen.

3s gibt aber auch andere Möglichkeiten für den Entzug von Feuchtigkeit aus Luft: In jedem chemischen Labor gibt es Trockengefäße und Trockenschränke, die mit einer !feuchtigkeit absorbierenden Substanz, meist Alumosilikat als Betriebsmittel, gefüllt sind. Derartige chemische Substanzen werden auch in industriellen Trocknungsprozessen hin und wieder verwendet, wenn eine Trocknung durch Wärmeeinwirkung nicht möglich ist. In die Technik der iiintfeuchtung von Feuchträumen, z.B. Schwimmbadhallen, haben derartige Sub-

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"stanzen aber bisher keinen Eingang gefunden.

jüs ist die Aufgabe der Erfindung, eine sehr einfache Möglichkeit der Entfeuchtung zu schaffen, die es mit relativ geringem apparativen Aufwand ermöglicht, eine wirkungsvolle Entfeuchtung in den Betriebsstunden des Tages untergleichzeitiger Wärmegewinnung durchzuführen und die Regenerierung der Anlage in die nächtlichen Stunden außerhalb der Betriebszeit zu legen, in denen elektrische Snergie billig beziehbar ist.

Die Erfindung besteht darin, daß man während der Betriebszeit in einem ersten Kreislauf aus dem Raum abgezogene Feuchtluft durch einen A'&sorber führt, der mit einem "Wasser der Luft entziehenden Material gefüllt ist und die im Absorber entfeuchtete und dabei erwärmte Luft in den Raum zurückführt, und daß man außerhalb der Betriebszeit in einem zweiten Kreislauf durch den Adsorber erwärmte Luft führt, die aus dem Adsorber austretende Luft durch einen Kühler leitet und in diesem die !Feuchtigkeit der Luft kondensiert.

Hit diesem Verfahren trocknet man während der in den Stunden des Tages liegenden Betriebszeit die Luft und erreicht gleichzeitig bei der Trocknung eine Sr^ärmung der Luft, während man in den nächtlichen Stunden außerhalb der Betriebszeit den Adsorber wieder regeneriert. -Das erweist sich energetisch als außerordentlich vorteilhaft, v/eil hier die Möglichkeit geschaffen ist, in den nächtlichen Stunden außerhalb der Betriebszeit für die Regenerierung sehr billige elektrische iänergie zu benutzen. Da gleichzeitig mit der Entfeuchtung während der Betriebszeit die entfeuchtete Luft angewärmt wird, hat dieses System den Vorteil, daß hier mit einem i/ärmespeicher ge-

arbeitet wird, der praktisch frei von thermischem Ipoliermaterial aufgebaut v/erden kann," Daher gibt es auch keine V/arme Verluste, wie sie dort auftreten, wo nächtlich aufgeheiztes Wasser bis zum Tage aufbewahrt werden muß. Der Energieaufwand am Tage während der Betriebszeit ist gering, da nur die sehr geringe Energie für. die Umwälzung der Luft in den Betriebsstunden aufzubringen ist. Energetisch besonders vorteilhaft aber ist diese Möglichkeit der Entfeuchtung und Beheizung dadurch, daß die durch Verdunstung entzogene Wärme in diesem Verfahren rückgewonnen wird und dem im Raum stehenden Bad wieder zugeführt werden kann.

Das erfolgt einerseits dadurch, daß man die im Kühler freigesetzte Wärme dem im Raum bzw. im Bad stehenden Wasser zuführt. Hierdurch erfolgt in den nächtlichen Stunden außerhalb der 3etriebszeit eine Heizung des Wassers. Aber auch die am Tage während der Betriebszeit im Adsorber bei der Trocknung freigesetzte und der getrockneten Luft mitgegebene Wärme läßt sich wiederum für die Jirwärmung des Bades benutzen, und zwar dadurch, daß man die im Adsorber erwärmte Luft vor dem erneuten Einlassen in den Raum kühlt und die dabei erhaltene Wärme dem im Raum stehenden Wasser zuführt,

Somit gelingt es mit diesem Verfahren gleichzeitig, eine Entfeuchtung und Beheizung von Räumen mit größeren offenen Wasserflächen auf eine außerordentlich energiesparende weise durchzuführen und dabei die aufzuwendende Energie noch in der Nachtzeit zu beziehen, wo diese Energie besonders billig ist'. Man ist jedoch für die Regenerierung der Anlage nicht auf elektrische Energie angewiesen, man kann vielmehr auch beliebige Abfallwärmequellen verwenden, die trockene, ca. 60 v/arme Luft abgeben oder über Wärmetauscher in der Lage sind, Umgebungsluft bis auf ca. 60° anzuwärmen.

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Dabei ist auch die Anlage einfach und wenig kostenaufwendig: Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, da¥~exn"mit"Adsorber, der mit einem Wasser der Luft entziehenden Material gefüllt ist, in zwei Rohrleitungskreise geschaltet ist, einen ersten mit einer Luftansaiigvorrichtung und einem Luftauslaß' im zu entfeuchtenden Raum und mit einem Gebläse, so%vie einem zweiten Rohrleitungskrei§7~der eine Beheizungsvorrichtung und eine Kondensationsvorrichtung sovd.e ebenfalls ein Gebläse aufweist, v/ob ei in jedem Kreis Absperrventile vorgesehen sind, die wechselseitig zu öffnen und so zu schließen sind, daß der Adsorber immer nur in einem Kreis eingeschaltet ist.

Der Adsorber ist ein höchst einfach aufgebautes Gerät, nämlich ein Hohlraum mit einer Luftzuführung und einer Luftabführung. Als Gebläse kann ein üblicherweise auch sonst benutztes Gebläse benutzt v/erden. Die Absperrventile sind übliche Schieber oder Klappen. Das alles sind sehr einfache Vorrichtungen, die entweder völlig wartungsfrei sind oder nur nach Jahren gewartet zu werden brauchen.

Vorteilhaft ist es, wenn dem Adsorber nachgeschaltet in der zum Raum führenden Luftauslaßleitung ein Wärmetauscher Luft/V/asser angeordnet ist, der mit dem im Raum befindlichen /Wasserbecken in Verbindung steht. Denn die im Adsorber entfeuchtete Luft'wird bei der Entfeuchtung so warm, daß sie im Raum al ε unangenehm v/arm empfunden würde. Durch ihre Abkühlung im Wärmetauscher Luft/Wasser hingegen wird sie auf eine dem Menschen angenehme !Temperatur herabgesetzt, während gleichzeitig die gewonnene Wärme zur Aufheizung des Wassers dienen kann. Somit wird dem Wasser ein erheblicher Teil der Snergie, die durch Verdunstung entzogen ist, zurückgegeben. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Kondensationsvorrichtung als Wärmetauscher Luft/ Wasser ausgebildet ist, der mit denr. im Raum befindlichen

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Wasserbecken in Verbindung steht. Auf diese Weise wird die nächtlicherweile in der Kondensationsvorrichtung anfallende Wärme ebenfalls wieder dem Wasserbecken zugeführt, um die dort durch Verdunstung aufgetretenen Wärmeverluste auszugleichen.

Die Vorrichtung wird besonders einfach, weil für beide Rohrleitungskreise ein und dasselbe Gebläse benutzt werden kann. Das erfolgt dadurch, daß das gemeinsame Gebläse im Rohrleitungsstrang vor dem Adsorber angeordnet ist und in der Rohrleitung des ersten Kreises vor und hinter dem Adsorber je ein Ventil und in der Rohrleitung des zweiten Kreises 3^e ein Ventil in der zum Gebläse führenden und vom Gebläse kommenden Leitung vorgesehen ist.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch als Blockschaltbild dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In einer Schwiiranbadhalle 1 befindet sich ein Schwimmbecken 2. Aus diesem Raum 1 wird Feuchtluft durch den Ansaugstutzen 3 angesaugt und durch die Rohrleitung 4, in der sich der Ventilator 5 befindet, dem Adsorber 6 zugeführt. In diesem Adsorber befindet sich ein chemischer Stoff, der der luft Feuchtigkeit entzieht, wie z.B. Alumosilikat SiO₂ + AlpO-z. Durch die Rohrleitung 7 verläßt die entfeuchtete luft den Adsorber 6 und gelangt in den Luftauslaß 8 im Raum 1. ■:

Der erste Rohrleitungskreis beginnt somit mit dem Luftansaugstutzen 3 und besteht aus der Leitung 4 - mit dem Gebläse 5 -, dem Adsorber 6 und der Leitung 7, die in den Luftauslaß 8 führt. Im Raum 1 schließt sich dann der Kreis.

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Der zweite Rohrleitungskreis führt ebenfalls über, den Adsorber 6 und besteht aus einem Rohr 9, in welchem eine Bebeizungsvorrichtung %H angeordnet ist. Dieses Rohr 9 führt zum Adsorber 6. Aus dem Adsorber heraus führt die Rohrleitung 10, in der eine Kondensat!onsvorrichtung 11 angeordnet ist. Die Rohrleitung 10 führt dann weiter zum Gebläse 5, welches die luft in diesem zweiten Rohrleitungssystem bewegt.

Dieses zweite Rohrleitungssystem besteht somit aus den Rohren 9 und 10, dem Adsorber 6, der Erv/ärmung svor richtung 4H und der Eondensationsvorrichtung 11.

Damit in den Tagstunden der erste Rohrleitungskreis in Betrieb sein kann, während der zweite Rohrleitungskreis abgeschaltet ist, sind in den Leitungen 9 und 10 Ventile

12 und 15 vorgesehen, die z.B. als Schieber oder Klappen ausgebildet sein können. Diese werden jeweils über einen Kotor 14 verstellt. Damit während der Nachtstunden der zweite Rohrleitungskreis in Betrieb sein kann und der erste Rohrleitungskreis abgeschaltet ist, sind in der Rohrleitung 4 ein Ventil 15 und in der Rohrleitung 7 ein Ventil 16 angeordnet. Sine Steuerungsvorrichtung für diese Anlage wird so programmiert, daß bei geöffneten Ventilen 12 und

13 die Ventile 15»16 geschlossen sind und umgekehrt.

Da während der Trocknung der .?euchtluft die Luft erwärmt wird, tritt sie aus dem Adsorber 6 mit einer höheren Temperatur aus, als sie im Raum 1 benötigt wird. Daher ist in der Rohrleitung 7 ein Wärmetauscher Luft/Wasser 17 angeordnet, welcher über die Rohrleitungen 18,19 mit dem "Wasserbecken 2 in Verbindung steht. Die Pumpe 20 sorgt für eine Umwälzung des Kühlwassers im wärmetauscher 17.

-Die Kondensationsvorrichtung 11 ist ebenfalls als Wärmetauscher ausgebildet. Ton ihr aus führt ein zweites Rohrleitungspaar 21,22 mit einer Umwälzpumpe 23 zum Wasserbecken 2. TJm diese zweite Umwälzpumpe 23 einzusparen, ist-es auch möglich, die Rohrleitungen 21,22 mit den Rohr- . leitungen 18,19 zusammenzuschalten und evtl. trennende Ventile so einzusetzen, daß das Wasser entweder durch die Kondensationsvorrichtung 11 oder durch den Wärmetauscher 1? fließt.

Da die beiden Rohrleitungskreise als gemeinsames Bauteil den Adsorber 6 aufweisen, ist den beiden Rohrleitungskreisen jeweils ein kürzeres Stück Rohr 41 vor dem Adsorber und ein kürzeres Stück Rohr 71 hinter dem Adsorber gemeinsam. Wenn die beiden Rohrleitungskreise auch ein gemeinsames Gebläse 5 aufweisen, haben sie ein kurzes Rohrstück 42 vor dem Gebläse und ein kurzes Rohrstück 43 hinter dem Gebläse gemeinsam.

Die Anlage funktioniert folgendermaßen:

Im Entfeuchtungsbetrieb wird Luft aus dem Raum 1 durch den Ansaugstutzen 3 in die Rohrleitung 4 mittels des Gebläses 5 gesaugt. Diese feuchte Luft wird dem Adsorber 6 zugeführt. In diesem entzieht das Rillmaterial der Luft die Feuchtigkeit. Hierbei erwärmt sich die Luft merklich. Durch das Rohr 71 tritt aus dem Adsorber trockene warme Luft aus, die durch den 'wärmetauscher 17 geführt wird und hier gekühlt wird. Die hier anfallende Wärme wird dem Wasser des Beckens 2 zugeführt. Hierzu dient die Rohrleitung 18,19 mit der Pumpe 20. Die Im Wärmetauscher 17 Luft/Wasser auf Raumtemperatur gekühlte Luft wird durch die Leitung 7 weiter in den Luftauslaß 8 befördert, von wo sie in den Raum 1 eintritt. Es handelt sich hier somit um eine zum Raum 1 hin völlig offene Anlage.

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Der Adsorber 6 v/ird zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß er die in seclizeiiHT^ttüiden anfallende Feuchtigkeit aufzunehmen vermag. Für die Regenerierung des Adsorbers 6 reichen wenige Stunden der ifechtzeit aus. Während dieser Zeit wird zweckmäßigerweise das Schwimmbecken durch eine Abdeckung abgedeckt, so daß in den Stunden der Regenerierung der Feuchtigkeitsanfall im Raum 1 gering ist.

Für die Regenerierung werden die Ventile 15»16 geschlossen und die Ventile 13» 14 geöffnet. Hierdurch v/ird erreicht, daß das Gebläse 5 Luft durch das Rohrsystem 9,10; 42,43? 71,41 und auch durch den Adsorber 6 hindurchflihrt. Die im Erhitzer ^M erhitzte Luft nimmt dabei im Adsorber die hier' gespeicherte Feuchtigkeit auf, kühlt dabei um einen ge- ' wissen Betrag ab und kommt als feuchte Luft aus dem Adsorber heraus. Diese feuchte Luft tritt in die Kondensationsvorrichtung 11. In dieser v/ird ¥asser kondensiert. Hierbei entstehende Wärme wird an Wasser weitergeleitet, das durch die Leitungen 21,22 fließt. Innerhalb weniger Stunden ist das !Material im Speicher 6 wieder völlig trocken und somit regeneriert. Es steht für eine erneute Entfeuchtung zur Verfügung, die nach einem Umschalten der Ventile 13,14,15,16 wieder einsetzen kann.

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Claims

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Patentansprüche :

Λ Verfahren zur Ilntf euchtung und Beheizung von Räumen Omit größeren offenen Wasserflächen, insbesondere S chwimmba dhall en,
dadurch gekennzeichnet,

daß man während-der Setriebszeit in einem ersten Kreislauf aus dem Raum abgezogene ]?euehtluft durch einen Adsorber führt, der mit einem wasser der Luft entziehenden Material gefüllt ist, und die im Adsorber entfeuchtete und dabei erwärmte Luft in den .Raum zurückführt,

und daß man außerhalb der Betriebszeit in einem zweiten Kreislauf durch denselben Adsorber erwärmte Luft führt und die aus dem Adsorber austretende luft durch einen Kühler leitet und in diesem die Feuchtigkeit der Luft kondensiert.

2. Yerfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

i man die im Kühler freigesetzte ",värme dem im Raum stehenden .'/asser zuführt.

5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet-,

daß man die im Adsorber erwärmte Luft vor dem erneuten Einlassen in den Raum kühlt und die dabei erhaltene Mr- _., me dem im Raum stehenden "vasser zuführt.

4. Anordnung zur :intfeuchtung und Beheizung von Räumen mit großen offenen Vfasserflächen, insbesondere Schwimmbadhallen,

dadurch gekennzeichnet,
daß ein Adsorber (6), der mit einem Nasser der Luft ent-

ziehenden Material gefüllt ist, in zwei Rohrleitunrcskreise (4,7; 9,10) geschaltet ist, einen ersten Rohrleitungskreis mit einer Luftansaugvorrichtung (3) und einem luftauslaß (8) im zu entfeuchtenden Raum (1) sowie mit einem Gebläse (5), und einem zweiten Rohrleitungskreis (9,10), der eine Beheizungsvorrichtung (24) und eine Eondensationsvorrichtung (11) sowie ebenfalls ein Gebläse (5) aufweist, wobei in jedem Kreis Absperrventile (12,13; 15,16) vorgesehen sind, die wechselseitig zu öffnen und zu schließen sind.

Anordnung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß dem Adsorber (6) nachgeschaltet in der zum iiaum

(1) führenden Luftauslaßleitung (7) ein Wärmetauscher

(17) Luft/^:Jasser angeordnet ist, der mit dem im Raum

(I) befindlichen Wasserbecken (2) in Verbindung steht.

Anordnung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß die liondensationsvorrichtung (11) als Ivärmetauscher

(II) Luft/"Wasser ausgebildet ist, der mit dem .;··■■

im Raum (1) befindlichen Wasserbecken (2) in Verbindung steht.

Anordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß ein gemeinsames Gebläse (5) im Rohrleitungsstrang (4) vor dem Adsorber (6) angeordnet ist und in der Rohrleitung (42,45) des ersten Kreises (4,7) vor und hinter dem Adsorber (6) je ein Ventil (15,16) und in der Rohrleitung (9,10) des zweiten Kreises je ein Ventil (12,13) in der zum Gebläse (5) führenden (10) und vom Gebläse (5) kommenden Leitung (9) vorgesehen ist.