DE3424278C2 - - Google Patents

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DE3424278C2 DE19843424278 DE3424278A DE3424278C2 DE 3424278 C2 DE3424278 C2 DE 3424278C2 DE 19843424278 DE19843424278 DE 19843424278 DE 3424278 A DE3424278 A DE 3424278A DE 3424278 C2 DE3424278 C2 DE 3424278C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfeuchtung und Beheizung von Räumen mit größeren offenen Wasserflächen, insbesondere Schwimmbadhallen, bei dem Raumluft aus dem Raum abgezogen, gekühlt und mittels eines Adsorbers ent­ feuchtet wird und bei dem dem Raum zugeführte Luft mittels des Adsorbers erwärmt wird, sowie eine Anordnung zur Ent­ feuchtung von Räumen, bestehend aus einer Anlage mit Rohr­ leitungen zum Absaugen der Raumluft aus dem Raum, einer Anlage mit Rohrleitungen zum Einbringen von Luft in den Raum und einer mit Feuchtigskeitsadsorptionsmaterial ge­ füllten Adsorberanlage, bei der das Adsorptionsmaterial in einem Adsorber untergebracht ist, der in zwei Rohrlei­ tungskreise geschaltet ist, einen ersten Rohrleitungskreis mit einer Luftansaugvorrichtung und einem Luftauslaß im zu entfeuchtenden Raum sowie mit einem Gebläse und einem zwei­ ten Rohrleitungskreis, der eine Beheizungsvorrichtung sowie ebenfalls ein Gebläse aufweist, wobei in jedem Kreis Ab­ sperrventile vorgesehen sind, die wechselseitig zu öffnen und zu schließen sind und bei der dem Adsorber nachgeschal­ tet in der zum Raum führenden Luftauslaßleitung ein Wärme­ tauscher angeordnet ist.
Dieses Verfahren und diese Anordnung sind durch eine Kieselgel-Lufttrocknungsanlage aus Recknagel-Sprenger, Taschenbuch für Heizungs- und Klimatechnik, 1979, S. 953, bekanntgeworden. Lufttrocknungsanlagen werden industriell zur Trocknung von Produkten in Trocknungsräumen eingesetzt, aber auch zur Klimatisierung von Räumen in Büros, Kranken­ häusern, Museen und dergl. Diese mit einem Adsorber arbei­ tenden Anlagen arbeiten periodisch, wenn nicht der Adsorber in zwei getrennten Adsorbergefäßen untergebracht ist, die wechselseitig zuerst zur Lufttrocknung, anschließend zur Regenerierung benutzt werden.
Durch die DE-AS 19 46 699 ist eine weitere Anlage zur Entfeuchtung bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Anlage zur Klimatisierung von Räumen wird aus dem Raum abgesaugte Luft in einer Wärmepumpenanlage gekühlt, dabei kondensiert Feuchtigkeit. Die gewonnene Wärme wird der Frischluft zuge­ führt, die in den Raum über Rohrleitungen zugeführt wird. Diese Anlage weist zusätzlich einen Kreislauf von Feuchtig­ keit absorbierender Masse auf. Durch diese Masse wird zuerst Raumabluft und anschließend der Frischluftstrom geführt. Der Vorgang spielt sich in der Weise ab, daß im Wärmetauscher warme Luft zugeführt wird, deren absolute Feuchte wesentlich geringer und deren Temperatur wesentlich höher als diejenige der zunächst aus dem Raum abgezogenen Raumabluft ist. Der restliche Feuchtigkeitsgehalt wird hierbei in derjenigen Größenordnung gehalten, die auch sonst üblich und erwünscht ist, weil nämlich diese Feuchtigkeit über die Speichermassen dem durch den Wärmetauscher aufzu­ heizenden Frischluftstrom zugeführt wird. Für Schwimmbäder ist hierbei von besonderer Bedeutung, daß das Partialdruck­ gefälle zwischen dem in der Raumluft enthaltenden Wasserdampf und der Grenzschicht über dem Wasser­ spiegel kleiner wird als bei konventionellen Lüftungs­ anlagen, wodurch die Wasserverdunstung vermindert wird.
Diese Anlage ist aufwendig in der Herstellung und im Betrieb, weil sie einerseits eine Wärmepumpenanlage, an­ dererseits eine Anlage zum Transport von Adsorbtions­ material benötigt, die beide während der Betriebszeit des Schwimmbades, also in den Stunden, in denen kein billiger Nachtstrom zur Verfügung steht, in Tätigkeit sind. Die Anlage arbeitet aber auch insofern unbefriedi­ gend, als nicht der Problematik in Räumen mit großen offenen Wasserflächen Rechnung getragen wird, da in diesen Räumen die Luft im allgemeinen einen zu hohen Feuchtigkeits­ grad aufweist, so daß die Feuchtigkeit der Raumluft sich an den zwangsläufig kühleren Wand- und Fensterflächen niederschlägt.
Aber auch die Wiederverwendung der aus der Raumluft ge­ wonnenen Wärme ist nicht optimal gelöst. Daher wird von der DE-AS 22 36 618 als Verbesserung vorgeschlagen, im Schwimmbadbetrieb notwendige Brauchwassermengen für Duschen etc. hiermit zu erwärmen.
Auch sonst ist es üblich, wie die DE-AS 19 45 807 zeigt, Wärmepumpen für die Beckenbeheizung, die Luftbeheizung und die Luftaufbereitung in einem Hallenbad zu verwenden.
In Industriebetrieben, z. B. Süßwarenbetrieben, ist die schon seit Jahrzehnten aus der CH-PS 2 22 508 bekannte Luftentfeuchtung mit Hilfe von Adsorbermaterialien benutzt, um Industrieräume so zu klimatisieren, daß sie einen für die Verarbeitung der Ware geeigneten Feuchtigkeitsgehalt aufweisen. Dazu dient z. B. eine aus der Zeitschrift Gordian LV. Jg. 1316, S. 43, bekannte Anlage mit einem durch eine Trennwand geteilten Adsorbergefäß, welches über Ventile mit zwei Rohrleitungssystemen verbunden ist, von denen das eine Raumluft durch den einen Teil des Adsorberbehälters, das andere Rohrleitungssystem Trockenluft durch den anderen Teil des Adsorbergefäßes zur Regeneration der Adsorbermasse hindurchführt. Neben diesem Adsorbersystem gibt es auch mit Flüssigkeiten arbeitende Absorbersysteme, wie sie in dieser Literatur­ stelle und in der Literaturstelle Ki Klima-Kälte-Heizung 1984, S. 509, beschrieben sind. Bei diesen Systemen zir­ kuliert die Absorberflüssigkeit zwischen zwei Gefäßen, in einem wird getrocknet, im anderen wird das Absorb­ tionsmaterial regeneriert.
Die bekannten Anlagen zur Luftkonditionierung in Räumen mit großen offenen Wasserflächen, insbesondere Schwimm­ badhallen, haben nicht nur den Nachteil eines hohen ma­ schinellen Aufwandes durch Wärmepumpenanlagen und hoher Betriebskosten durch die Tätigkeit dieser Wärmepumpenan­ lagen während der Schwimmbadbetriebszeiten, sondern sie werden auch den Problemen der Luftkonditionierung und der Wärmeökonomie in Hallenbädern nicht gerecht.
In Hallenbädern stellt sich ohne Konditionierungsmaßnahmen eine zu hohe Luftfeuchtigkeit und eine zu geringe Wasser­ wärme von selbst ein, weil das Wasser des Schwimmbeckens an seiner Oberfläche verdunstet, die Luft dabei zu stark mit Feuchtigkeit anreichert und dem Wasser Wärme ent­ zieht. Die hohe Luftfeuchtigkeit behindert nicht nur das Atmen der Schwimmbadbenutzer, sondern weist den weiteren Nachteil auf, daß sich Kondenswasser an den naturgemäß kälteren Wand- und Fensterflächen niederschlägt.
Der Abkühlung des Wassers wirkte man bisher dadurch entgegen, daß man das Wasser aufheizt. Der Problematik überfeuchter Schwimmbadhallenluft, in der sich schwer atmen läßt, wirkt man durch Austausch dieser Luft gegen Frischluft entgegen, die zuvor über die beschriebenen Wärmepumpenanlagen unter Nutzung der abgeführten Raum­ luft erwärmt wird. Dieser Luftaustausch ist aber aus dem Gewichtspunkt des Sauerstoffgehaltes gar nicht not­ wendig, denn durch das Atmen der Schwimmbadbenutzer wird die Raumluft nur zu sehr geringen Teilen verbraucht.
Die Erfindung vermeidet die aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik und schafft eine Möglichkeit der Luftkonditionierung, die Räume mit großen offenen Wasser­ flächen, insbesondere Schwimmbadhallen, optimal konditio­ niert und äußerst wirtschaftlich ist.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine sehr einfache Möglichkeit der Entfeuchtung zu schaffen, die es mit relativ geringem apparativem Aufwand ermöglicht, eine wirkungsvolle Entfeuchtung in den Betriebsstunden des Tages unter gleichzeitiger Wärmerückgewinnung durchzuführen und die Regenerierung der Anlage in die nächtlichen Stunden außerhalb der Betriebszeit zu legen, so daß für die Re­ generierung elektrische Energie billig beziehbar ist.
Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren zur Ent­ feuchtung von Räumen besteht die Erfindung darin, daß man während der Betriebszeit in einem ersten Kreislauf aus dem Raum abgezogene Feuchtluft durch einen Ad­ sorber führt, der mit einem Wasser der Luft entziehenden Material gefüllt ist, und die im Adsorber entfeuchtete und dabei erwärmte Luft in den Raum zurückführt, wobei man die im Adsorber erwärmte Luft vor dem er­ neuten Einlassen in den Raum kühlt und die dabei er­ haltene Wärme dem im Raum stehenden Wasser zuführt, 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, wobei man die im Kühler freigesetzte Wärme dem im Raum stehenden Wasser zuführt.
Bei diesem Verfahren trocknet man während der in den Stunden des Tages liegenden Betriebszeit die Luft und erreicht gleichzeitig bei der Trocknung eine Erwärmung der Luft, während man in den nächtlichen Stunden außer­ halb der Betriebszeit den Adsorber wieder regeneriert. Das erweist sich energetisch als außerordentlich vorteil­ haft, weil hier die Möglichkeit geschaffen ist, in den nächtlichen Stunden außerhalb der Betriebszeit für die Regenerierung sehr billige elektrische Energie zu benutzen. Da gleichzeitig mit der Entfeuchtung während der Betriebs­ zeit die entfeuchtete Luft angewärmt wird, hat dieses System den Vorteil, daß hier mit einem Wärmespeicher ge­ arbeitet wird, der praktisch frei von thermischem Isolations­ material aufgebaut werden kann. Daher gibt es auch keine Wärmeverluste, wie sie dort auftreten, wo nächtlich auf­ geheiztes 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 ist aber diese Möglichkeit der Ent­ feuchtung und Beheizung dadurch, daß die durch Verdunstung entzogene Wärme in diesem Verfahren rückgewonnen wird und dem im Raum stehenden Wasser wieder zugeführt wird. Dadurch ist mit geringem energetischem Aufwand das Wasser des Schwimmbeckens nicht nur während der Regeneration der Adsorbermasse in der Nacht aufheizbar, sondern es wird auch am Tage aufgeheizt, so daß der Nachteil von mit Nacht­ strom beheizten Bädern am Morgen warm und am Abend kühl zu sein, zumindest weitgehend vermieden ist.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß man für die Regenerierung der Anlagen nicht auf elektrische Energie angewiesen ist, man kann vielmehr auch beliebig Abfall­ wärmequellen verwenden, die trockene, ca. 60° warme Luft abgeben oder über Wärmetauscher in der Lage sind, Um­ gebungsluft bis auf ca. 60° anzuwärmen.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Entfeuchtung von Räumen zeichnet sich dadurch aus, daß der Raum ein größeres offenes Wasserbecken, insbesondere das eines Schwimmbades, aufweist, daß im zweiten Rohrleitungskreis dem Adsorber eine Kondensationsvorrichtung in Form eines Wärmetauschers nachgeschaltet ist, daß der Wärmetauscher ebenso wie der Wärmetauscher der Kondensationsvorrichtung ein Wärmetauscher Luft/Wasser ist und daß beide Wärme­ tauscher mit dem im Raum befindlichen Wasserbecken in Ver­ bindung stehen.
Apparativ wird diese Anordnung besonders einfach, wenn ein gemeinsames Gebläse im Rohrleitungsstrang vor dem Adsorber angeordnet ist und wenn in der Rohrleitung des ersten Kreises vor und hinter dem Adsorber je ein Ventil und in der Rohrleitung des zweiten Kreises je ein Ventil in der zum Gebläse führenden und vom Gebläse kommenden Leitung vorgesehen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch als Blockschaltbild dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
In einem Raum 1 einer Schwimmbadhalle befindet sich ein Schwimmbecken 2. Aus diesem Raum 1 wird Feuchtluft durch den Ansaug­ stutzen 3 angesaugt und durch die Rohrleitung 4, in der sich das Gebläse 5 befindet, dem Adsorber 6 zugeführt. In diesem Adsorber 6 befindet sich ein chemischer Stoff, der der Luft Feuchtigkeit entzieht, wie z. B. Alumosilikat SiO2 + Al2O3. 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 Ansaugstutzen 3 und besteht aus der Rohrleitung 4 - mit dem Gebläse 5 -, dem Adsorber 6 und der Rohrleitung 7, die in den Luftauslaß 8 führt. Im Raum 1 schließt sich dann der Kreis.
Der zweite Rohrleitungskreis führt ebenfalls über den Adsorber 6 und besteht aus einer Rohrleitung 9, in welcher eine Beheizungsvorrichtung 24 angeordnet ist. Diese Rohrleitung 9 führt zum Adsorber 6. Aus dem Adsorber 6 heraus führt die Rohrleitung 10, in der eine Kondensationsvorrichtung 11 angeordnet ist. Die Rohrleitung 10 führt dann weiter zum Gebläse 5, welches die Luft in diesem zweiten Rohr­ leitungskreis bewegt.
Dieser zweite Rohrleitungskreis besteht somit aus den Rohrleitungen 9 und 10, dem Adsorber 6, der Beheizungsvorrichtung 24 und der Kondensationsvorrichtung 11.
Damit in den Tagstunden der erste Rohrleitungskreis in Betrieb sein kann, während der zweite Rohrleitungskreis abgeschaltet ist, sind in den Rohrleitungen 9 und 10 Ventile 12 und 13 vorgesehen, die z. B. als Schieber oder Klappen ausgebildet sein können. Diese werden jeweils über einen Motor 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. Eine 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 Feuchtluft die Luft erwärmt wird, tritt sie aus dem Adsorber 6 mit einer höheren Tem­ peratur aus, als sie im Raum 1 benötigt wird. Daher ist in der Rohrleitung 7 ein Wärmetauscher Luft/Wasser 17 angeordnet, welcher über ein erstes Rohrleitungspaar 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. Von ihr aus führt ein zweites Rohrleitungspaar 21, 22 mit einer Umwälzpumpe 23 zum Wasserbecken 2. Um 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 17 fließt.
Da die beiden Rohrleitungskreise als gemeinsames Bauteil den Adsorber 6 aufweisen, ist den beiden Rohrleitungskrei­ sen jeweils ein kürzeres Stück Rohr 41 vor dem Adsorber 6 und ein kürzeres Stück Rohr 71 hinter dem Adsorber 6 gemeinsam. - Wenn die beiden Rohrleitungskreise auch ein gemeinsames Gebläse 5 aufweisen, haben sie eine kurze Rohrleitung 42 vor dem Gebläse 5 und eine kurze Rohrleitung 43 hinter dem Gebläse 5 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 Füllmaterial der Luft die Feuchtigkeit. Hierbei erwärmt sich die Luft merklich. Durch das Rohr 71 tritt aus dem Adsorber 6 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 Rohrleitung 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.
Der Adsorber 6 wird zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß er die in sechzehn Stunden anfallende Feuchtigkeit auf­ zunehmen vermag. Für die Regenerierung des Adsorbers 6 reichen wenige Stunden der Nachtzeit aus. Während dieser Zeit wird zweckmäßigerweise das Schwimmbecken 2 durch eine Abdeckung abgedeckt, so daß in den Stunden der Regenerie­ rung der Feuchtigkeitsanfall im Raum 1 gering ist.
Für die Regenerierung werden die Ventile 15, 16 geschlossen und die Ventile 13, 14 geöffnet. Hierdurch wird erreicht, daß das Gebläse 5 Luft durch das Rohrsystem 9, 10; 42, 43; 71, 41 und auch durch den Adsorber 6 hindurchführt. Die in der Beheizungsvorrichtung 24 erhitzte Luft nimmt dabei im Adsorber 6 die hier gespeicherte Feuchtigkeit auf, kühlt dabei um einen ge­ wissen Betrag ab und kommt als feuchte Luft aus dem Adsorber 6 heraus. Diese feuchte Luft tritt in die Kondensationsvor­ richtung 11. In dieser wird Wasser kondensiert. Hierbei entstehende Wärme wird an Wasser weitergeleitet, das durch die Rohrleitungen 21, 22 fließt. Innerhalb weniger Stunden ist das Material im Adsorber 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.

Claims (3)

1. Verfahren zur Entfeuchtung und Beheizung von Räumen mit größeren offenen Wasserflächen, insbesondere Schwimmbadhallen,
bei dem Raumluft aus dem Raum abgezogen, gekühlt und mittels eines Adsorbers entfeuchtet wird
und bei dem dem Raum zugeführte Luft mittels des Adsorbers erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß man während der Betriebszeit in einem ersten Kreis­ lauf aus dem Raum abgezogene Feuchtluft durch einen Ad­ sorber führt, der mit einem Wasser der Luft entziehenden Material gefüllt ist, und die im Adsorber entfeuchtete und dabei erwärmte Luft in den Raum zurückführt,
wobei man die im Adsorber erwärmte Luft vor dem er­ neuten Einlassen in den Raum kühlt und die dabei er­ haltene Wärme dem im Raum stehenden Wasser zuführt,
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,
wobei man die im Kühler freigesetzte Wärme dem im Raum stehenden Wasser zuführt.
2. Anordnung zur Entfeuchtung von Räumen,
bestehend aus einer Anlage mit Rohrleitungen zum Ab­ saugen der Raumluft aus dem Raum, einer Anlage mit Rohrleitungen zum Einbringen von Luft in den Raum und einer mit Feuchtigkeitsadsorptionsmaterial gefüllten Adsorberanlage,
bei der das Adsorptionsmaterial in einem Adsorber untergebracht ist, der in zwei Rohrleitungskreise ge­ schaltet ist,
einen ersten Rohrleitungskreis mit einer Luftansaug­ vorrichtung und einem Luftauslaß im zu entfeuchtenden Raum sowie mit einem Gebläse und einem zweiten Rohr­ leitungskreis, der eine Beheizungsvorrichtung sowie ebenfalls ein Gebläse aufweist, wobei in jedem Kreis Absperrventile vorgesehen sind, die wechselseitig zu öffnen und zu schließen sind
und bei der dem Adsorber nachgeschaltet in der zum Raum führenden Luftauslaßleitung ein Wärmetauscher angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Raum (1) ein größeres offenes Wasserbecken (2), insbesondere das eines Schwimmbades, aufweist,
daß im zweiten Rohrleitungskreis (Rohrleitungen 9, 10) dem Adsorber (6) eine Kondensationsvorrichtung (11) in Form eines Wärmetauschers nachgeschaltet ist,
daß der Wärmetauscher (17) ebenso wie der Wärmetauscher der Kondensationsvorrichtung (11) ein Wärmetauscher Luft/Wasser ist und
daß beide Wärmetauscher (1, 17) mit dem im Raum (1) befindlichen Wasserbecken (2) in Verbindung stehen.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsames Gebläse (5) im Rohrleitungsstrang (4) vor dem Adsorber (6) angeordnet ist und in der Rohrleitung (42, 43) des ersten Rohrleitungskreises (Rohrleitungen 4, 7) vor und hinter dem Adsorber (6) je ein Ventil (15, 16) und in der Rohrleitung (9, 10) des zweiten Rohrleitungskreises je ein Ventil (12, 13) in der zum Gebläse (5) führenden Rohrleitung (10) und vom Gebläse (5) kommenden Rohrleitung (9) vorgesehen ist.
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