WÄRMERÜCKGEWINNUNG LUFTENTFEUCHTER IN

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1 WÄRMERÜCKGEWINNUNG W Ä R M E P U M P E N - LUFTENTFEUCHTER IN S C H W I M M H A L L E N

2 DAS FEUCHTIGKEITSPROBLEM In einer Schwimmhalle verdunstet ständig eine große Menge Wasser, wodurch sich die Luftfeuchtigkeit auf ein unvertretbares Maß erhöht. Zu hohe Luftfeuchtigkeit führt zu Schwitzwasserbildung an Fenstern und Wänden. Fäulnis, Korrosion und Schimmelbildung sind die Folgen. Die Bausubstanz wird zerstört. Für den Menschen ist eine zu hohe Luftfeuchtigkeit unangenehm und belastet den Kreislauf. Die sportliche Leistungsfähigkeit wird gemindert. Die Verdunstung an der Wasseroberfläche ist nicht zu vermeiden; eine effektive und korrekt dimensionierte Luftentfeuchtungsanlage, eine solide Gebäudekonstruktion und die richtige Wahl der Wasser- und Lufttemperatur tragen dazu bei, die Verdunstung zu begrenzen und die Luftfeuchtigkeit auf ein optimales Maß zu reduzieren bei möglichst geringen Betriebskosten. Jeder Energieverlust kostet Geld und belastet die Umwelt. Eine wirkungsvolle Wärmerückgewinnung ist daher von enormer Wichtigkeit. 2

3 DIE LÖSUNG DANTHERM-LUFTENTFEUCHTER Grundsätzlich werden zwei Methoden angewandt: LÜFTUNG MIT WÄRMERÜCKGEWINNUNG Die Lüftungsanlage soll die vorgegebene Temperatur und Feuchtigkeit in der Schwimmhalle aufrecht erhalten. Da die Außenluft in der Regel weniger Feuchtigkeit als die Hallenluft enthält, kann die Begrenzung der Raumfeuchte durch Austausch mit Außenluft sichergestellt werden. Zur Senkung der Betriebskosten ist eine effektive Wärmerückgewinnung erforderlich, die der Fortluft Wärme entzieht und an die Zuluft überträgt. DIE SCHWIMMHALLE Schwimmhallen werden für die verschiedensten Ansprüche und speziellen Wünsche des Betreibers geplant und konstruiert. Beim Entwurf des Gebäudes müssen u.a. die äußeren klimatischen Randbedingungen sowie die verschiedenen Benutzungsarten berücksichtigt werden. Eine moderne Schwimmhalle wird heute nicht nur für Spitzensportler gebaut, die ein Wettkampfbecken mit internationalen Maßen verlangen; neben den Leistungssportlern sollen ganze Familien sowohl Platz für Sport, Spiel und Spaß als auch Ruhezonen zur Entspannung finden. Für den Einsatz in größeren Schwimmhallen hat Dantherm auf dieser Basis eine neue Geräteserie entwickelt: DanX LUFTENTFEUCHTUNG DURCH KONDENSATION DES WASSERDAMPFES Bei diesem Prinzip wird feuchte Schwimmhallenluft angesaugt und zunächst über den Verdampfer einer Kälteanlage geführt. Hier wird sie bis unter ihren Taupunkt abgekühlt, wodurch überschüssige Feuchtigkeit aus der Luft an der kalten Verdampferoberfläche auskondensiert. Die so entfeuchtete Luft wird anschließend im Kondensator wieder erwärmt und mit geringerer Feuchte und höherer Temperatur dem Raum wieder zugeführt. Das anfallende Kondensat wird in einen Abfluß geleitet. Reine Kondensationsentfeuchter wie die später beschriebenen Typen CDP 20/30 und CD40/50 werden vorrangig in Privat- oder Hotelschwimmhallen eingesetzt. 3

4 LÜFTUNG ZUR SCHWIMMHALLEN ENTFEUCHTUNG DanX MIT WÄRMEPUMPE Um ein Höchstmaß an Wärmerückgewinnung zu erreichen, können die DanX-Geräte zusätzlich mit einer Wärmepumpe ausgerüstet werden. In dieser Ausführung wird der Fortluft, der bereits im Plattenwärmetauscher Energie entzogen wurde, weitere Wärme durch Abkühlung entzogen und an die Zuluft übertragen. Bei den in einer Schwimmhalle typischen Bedingungen werden Leistungszahlen von ca. 4,5 erreicht (4,5 kw Heizleistung pro 1 kw Leistungsaufnahme). Ebenso bietet sie die Möglichkeit der Raumkühlung. Dies kann bei Therapiebädern Als einfachstes Lüftungsgerät für Schwimmhallen oder Nebenräume kann die Basisausführung der DanX-Geräte gewählt werden. Das Herz dieser Geräteserie ist ein Kreuzstrom-Plattenwärmetauscher. Hier wird der warme Abluftstrom über eine große Wärmetauscherfläche an dem kühleren Außenluftstrom vorbeigeführt, wodurch bis zu 75% Wärme aus der Abluft zurückgewonnen und an die Zuluft übertragen wird. Der effektive Wärmetauscher ist aus eloxiertem und epoxydlackiertem Aluminium hergestellt und gegen die aggressive Luft einer Schwimmhalle resistent. Um auch alle anderen Komponenten, die mit der Schwimmhallenluft in Berührung kommen, vor Korrosion zu schützen, und damit eine lange Lebensdauer zu gewährleisten, empfiehlt es sich, eine Ausführung mit kompletter Pulver- Lackierung des Geräteinneren zu wählen. Die DanX Geräte sind mit zweistufigen Ventilatormotoren erhältlich. Dies ermöglicht eine Anpassung der erforderlichen Luftmenge über die Feuchtesteuerung, was den Energiebedarf reduziert. Eine präzisere Möglichkeit, den Außenluftstrom dem jeweiligen Bedarf anzupassen, ist die Verwendung einer stufenlos regelbaren Misch-kammer. oder Schwimmhallen mit hohem Wärmeeinfall, z.b. durch große Fensterflächen bedingte, starke Sonneneinstrahlung, notwendig sein, bringt jedoch auf jeden Fall einen Komfortgewinn. Um die Wärmepumpe für den Kühlbetrieb auszulegen, werden für jede DanX-Baugröße Wärmepumpen unterschiedlicher Leistung angeboten. Als Zubehör kann die Wärmepumpe mit einem wassergekühlten Kondensator ausgerüstet werden, durch den überschüssige Wärme an das Beckenwasser abgegeben werden kann. DanX MIT MISCHKAMMER Die Aufgabe des Lüftungsgerätes ist, einen vorgegebenen Luftzustand in einer Schwimmhalle konstant zu halten. Unterschiedlicher Betrieb in der Halle bewirkt eine sich ändernde Wasserverdunstung, die wiederum die erforderliche Außenluftmenge variieren läßt. Gleiches wird durch die verschiedenen Zustände der Außenluft selbst bewirkt. Um die Betriebskosten so gering wie möglich zu halten, ist der Außenluftstrom dem tatsächlichen Bedarf so genau wie möglich anzupassen. Das wird durch eine stufenlos regelbare 4

5 Mischkammer erreicht, die auch bei wechselnden Bedingungen den jeweils erforderlichen Außenluftanteil der Gesamtluftmenge beimischt. DanX ALS ENTFEUCHTER DanX-Geräte mit Wärmepumpe und Mischkammer können im Umluftbetrieb als reine Kondensations-Luftentfeuchter arbeiten. Für diese Funktion wird die Verdampferluftmenge durch eine weitere Jalousieklappe reduziert, um die Entfeuchtungsleistung zu erhöhen. DanX ohne Wärmepumpe STEUERUNG Die Regelung der DanX-Geräte basiert auf einer modernen DDC-Steuerung, die eine optimale Funktion aller Anlagenteile ermöglicht. Trotz der vielfältigen Möglichkeiten, die diese Steuerung bietet, ist sie leicht zu bedienen und durch das übersichtliche Display einfach zu kontrollieren. DanX mit Wärmepumpe Durch vielfältige Kombinationsmöglichkeiten mit einem umfangreichen Zubehörprogramm werden DanX-Geräte für jeden Bedarfsfall geplant und auf den individuellen Kundenwunsch abgestimmt. DanX mit Wärmepumpe und Mischteil + + Entfeuchter 5

6 DIE PLANUNG Wenn die richtigen Betriebsbedingungen gewählt werden, sind sowohl das Feuchtigkeitsproblem als auch die Betriebskosten kontrollierbar. Um die Verdunstung in der Schwimmhalle zu minimieren, muß die Lufttemperatur höher als die Temperatur des Beckenwassers sein. Je größer der Unterschied zwischen Luft- und Wasser-temperatur, desto geringer ist die Verdunstung. Die Wahl der Temperaturen wird jedoch nicht nur nach technischen Kriterien getroffen, sondern auch von dem Wohlbefinden des Menschen beeinflußt. In der Praxis hat sich ein Temperaturunterschied von zwei bis drei C als optimal erwiesen, um Behaglichkeit mit einer möglichst geringen Verdunstung zu verbinden. In einer öffentlichen Schwimmhalle wird die Raumlufttemperatur üblicherweise bei ca C, die Wassertemperatur entsprechend bei C liegen. Eine Luftfeuchtigkeit von 50-60%r.F. ist in der Regel ausreichend, um bei diesen Temperaturen ein angenehmes Raumklima zu schaffen, und um Feuchtigkeitsschäden an Bauteilen zu vermeiden. noch höhere Lufttemperatur für den Menschen unerträglich wäre, wird hier die Lufttemperatur unterhalb der Wassertemperatur gefahren. DIE GERÄTEAUSWAHL Zur Bestimmung der notwendigen Gerätegröße ist zunächst die Verdunstungsmenge zu berechnen. Sie hängt von verschiedenen Faktoren, wie z. B. Wasseroberfläche Wasser- und Lufttemperatur, Luftgeschwindigkeit und der Nutzungsart ab. Es gibt verschiedene Faustregeln und Formeln für die Berechnungen. Die VDI- Richtlinie 2089 beschreibt die Berechnungen und gibt die heranzuziehenden Daten vor. Im folgenden Beispiel und in der Schnellauswahltabelle wurde die VDI-Richtlinie zugrunde gelegt. Bei Einsatz eines Kondensationsentfeuchters ist ein Gerät zu wählen, dessen Entfeuchtungsleistung größer ist, als die Verdunstungsmenge. Die erforderliche Leistung eines Lüftungsgerätes, wird wie in der VDI 2089 beschrieben, berechnet. In Therapiebädern hingegen kann die Wassertemperatur bei C liegen. Da eine Wassertemperatur C C %r.f. Verdunstungsmenge ( g / m2 * h ) Lufttemperatur [ C ] / relative Feuchtigkeit [ % r.f. ]

7 DIE BERECHNUNG Die Verdunstungsmenge [ W ] wird wie folgt berechnet: W = Ó* A * ( P s P d ) [g/h] A = Beckenoberfläche [m 2 ] P s = Sättigungsdampfdruck bei Wassertemperatur [mbar] P d = Partialdampfdruck bei Lufttemperatur / % r.f. [mbar] Ó = Verdunstungsbeiwert [g/(mbar*m 2 *h)] : 0,5 abgedecktes Becken 5 Ruheverdunstung 15 Wohnhausbad 20 Hallenbad, Normalbetrieb 28 Freizeitbad 35 Wellenbad Die bei Lüftungsgeräten erforderliche Außenluftmenge [ V aul ] errechnet sich wie folgt : V aul = W / (( x r x aul ) / ρ ) W = verdunstender Wasserstrom [kg/h] x aul = Wassergehalt, Außenluft [g/kg] x r = Wassergehalt, Raumluft [g/kg] ρ = Dichte der Luft [kg/m 3 ] Die absolute Feuchtigkeit der Außenluft [x aul ] schwankt mit den Jahreszeiten von ca. 1 g/kg im Winter bis zu 12 g/kg im Sommer. Zur Berechnung nach VDI 2089 wird ein Wassergehalt von 9 g/kg zugrunde gelegt. Berechnungsbeispiel öffentliche Schwimmhalle: Beckengröße: 25 x 12 m A = 300 m 2 Wassertemperatur = 28 C => P s = 38 mbar Lufttemperatur: = 30 C Luftfeuchtigkeit: = 53% r.f..=> x r = 14,3 g/kg; P d = 22,5 mbar Wassergehalt, Außenluft x aul = 9,0 g/kg Dichte der Luft ρ = 1.18 kg/m 3 Verdunstungswert Ó = 20g/(mbar*m 2 *h) Der Typ DanX 9/18 hat einen Luftleistungsbereich von 9000 bis m 3 /h und wäre für die Luftentfeuchtung der beschriebenen Schwimmhalle ausreichend. Verdunstung W = 20g/(mbar*m 2 *h)*300m *(37,8-22,5)mbar = g/h min. Außenluftmenge V aul = g/h / [(14,3-9)g/kg*1,18kg/m 3 ] = m 3 /h 7

8 DIE LUFTVERTEILUNG Die Projektierung einer Schwimmhallenlüftungsanlage mit korrekter Luftmenge, Luftgeschwindigkeit und deren Verteilung ist von großer Bedeutung. Neben der Schaffung eines angenehmen Raumklimas ist der Schutz der Gebäudekonstruktionen eine primäre Aufgabe der Lüftungsanlage einer Schwimmhalle. Warme, trockene Luft und eine gute Zirkulation sind die Voraussetzungen, um die Gefahr von Kondensation an Bauteilen zu vermeiden. (besonders die Fenster) ausreichend mit Luft beaufschlagt werden, um Kondenswasserbildung zu vermeiden. Umgekehrt sollte die Luftbewegung über der Wasseroberfläche so gering wie möglich gehalten werden. Hier bildet sich eine Feuchteschichtung, die durch erhöhte Luftgeschwindigkeit zerstört würde, was eine erhöhte Verdunstung bewirkte. Ein leichter Unterdruck in der Schwimmhalle verhindert, daß feuchte Luft in angrenzende Räume gelangt. Die ideale Lösung wäre, die Luft von unten auf drei Seiten um das Schwimmbecken einzublasen und diese danach auf der vierten Seite auf einer höheren Ebene abzusaugen. Es ist wichtig, daß alle kühleren Bauteile 8

9 INFORMATION Die Geräteserie DanX wurde neben der Das Herz aller DanX-Geräte ist ein effektiver wirtschaftlichen Schwimmhallenentfeuchtung Kreuzstrom-Plattenwärmetauscher aus zur Lösung der verschiedensten Aufgaben der Luftbehandlung entwickelt. Das flexible System in Modulbauweise bietet eine Vielzahl von Gerätekonfigurationen, so daß die Systeme den individuellen Anforderungen optimal angepaßt werden können. Die Gehäuse bestehen aus stabilen, innen isolierten Rahmenprofilen mit Sandwich- epoxydbeschichtetem Aluminium. Dieser Wärmetauscher gewinnt bis zu 75% der Energie aus der Abluft zurück. Für einen zusätzlichen Wärmerückgewinn kann das DanX mit einer effektiven Wärmepumpe geliefert werden, die auf Kühlbetrieb umschaltbar ist und so zur Raumklimatisierung genutzt werden kann. Paneelen aus verzinktem Stahlblech und 50mm starker Wärmedämmung. Bei der Verwendung in Schwimmhallen werden die Geräte innen pulverlackiert, um Gehäuseund Einbauteile besonders zu schützen. Dimensionen in mm XK XWP VV & VF F B Model 3/6 w 1707 d 880 h* w 2270 d 880 h* w 985 d 880 h* w 880 d 880 h* 916 w 475 d 880 h* 5/ / / / / *Bodenrahmen und Füße nicht eingeschlossen ( mm) 9

10 LUFTENTFEUCHTUNG IN KLEINEREN SCHWIMMHALLEN DIE LUFTENTFEUCHTER CDP 20 UND CDP 30 wurden speziell zur Entfeuchtung von Privat- oder kleineren Hotel-Schwimmhallen konzipiert. Sie arbeiten als reine Luftentfeuchter im Umluftbetrieb mit Wärmerückgewinnung. Als Zubehör wird lediglich ein Raumhygrostat benötigt, der das Gerät bei Bedarf automatisch ein- und ausschaltet. Das eingebaute Luftfilter und eine Abtauautomatik sind serienmäßig enthalten. Die Geräte sind zur Bodenaufstellung geeignet, wobei Schraubfüße eine gute Anpassung an Unebenheiten oder Gefälle im Boden ermöglichen. Ebenso können sie mit den mitgelieferten Halterungen als Wandgerät montiert werden. 10

11 Die Geräte arbeiten mit Wärmerückgewinnung im Umluftbetrieb; es können jedoch Außenluftkanäle angeschlossen werden, die der Gesamtluftmenge 10 bis 15% Frischluft beimischen. LUFTENTFEUCHTER TYP CD PWW-Heizregister Die Luftentfeuchter CD40 und CD50 wurden für angeboten, die an den Privat- und Hotel-Schwimmhallen zur Aufstellung in einem Nebenraum konzipiert. anzu- Heizkreislauf schließen sind. Zur zusätzlichen Raumheizung werden eingebaute Um einen Teil der zurückgewonnenen Wärme an das Beckenwasser Die Luftführung erfolgt über ein Kanalnetz mit Lüftungsgittern. Hierbei bietet sich die Möglichkeit, Schalldämpfer einzubauen, um einen abzugeben, können die Geräte mit besonders geräuscharmen Betrieb zu erreichen. einem zusäzlichen wassergekühlten Kondensator ausgerüstet werden. Entfeuchtungsleistung 30 C/80%RH Kg/24h Arbeitsbereich %RH Luftmenge m 3 /h Höhe mm Länge mm Tiefe mm CDP20 CDP30 CD40 CD

12 HEAD OFFICE Denmark A/S Dantherm Jegstrupvej 4 DK-7800 Skive Tel: Fax: EUROPEAN CONTACTS England Dantherm Limited Hither Green Clevedon North Somerset BS21 6XT Tel: +44 (0) Fax: +44 (0) Norway A/S Dantherm Løkkeåsveien 26 N-3135 Torød Tel: Fax: Sweden AB Dantherm Kabelgatan 12 S Kungsbacka 1 Tel: +46 (0) Fax: +46 (0) Dealer network throughout Europe. 10/97