Kleinschwimmhalle Schwalmtal. Ergebnisse

Bauforschung
Kleinschwimmhalle Schwalmtal.
Ergebnisse meßtechnischer
Untersuchungen zur rationellen
Energieverwendung.
Abschlußbericht
T 1886
Fraunhofer IRB Verlag
T 1886
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KLEINSCHWIMMHALLE SCHWALMTAL
Ergebnisse meßtechnischer Untersuchungen
zur rationellen Energieverwendung
Abschlußbericht
Projektleitung:
Durchführung der meßtechnischen
Untersuchung:
Energietechnik GmbH
Freihofstr. 31
4300 Essen 18
Forschungsstelle für
Energiewirtschaft
München, April 1986
Verfasser des Abschlußberichtes: K. Biasin, K. Leisen
178.89
Vorwort
Der Endenergieverbrauch eines Hallenbades kann durch den
Einbau von Abwärme und Umweltwärme nutzenden Anlagen auf
40 % des entsprechenden Verbrauches eines konventionell ausgestatteten Hallenbades gesenkt werden. Diese Aussage ist
das Ergebnis der meßtechnischen Untersuchung im Hallenbad
von Schwalmtal, die im Auftrag des Bundesministeriums für
Forschung und Technologie (BMFT), Bonn, und der Kommission
der Europäischen Gemeinschaft (EG), Brüssel, in den Jahren
1983 bis 1985 durchgeführt wurde. Das Hallenbad Schwalmtal,
dessen Bau ebenfalls mit Mitteln des BMFT und der EG gefördert wurde, hat eine Beckenoberfläche von 270 m 2 und verbrauchte im Betriebsjahr 1985 543 MWh elektrische Energie
und 127 MWh Wärme von einem Heizkessel.
Vier verschiedenartige Einzelanlagen bilden den Kern der
energietechnischen Konzeption des Hallenbades Schwalmtal:
- eine Anlage zum Wärmerückgewinn aus Dusch-, Becken- und
Filterspülabwasser
- eine Anlage zum Wärmerückgewinn aus der Abluft der
Schwimmhalle und Duschräume
- drei Anlagen zum Wärmerückgewinn aus der Fortluft der
Nebenräume
- eine Wärmepumpenanlage mit Energieabsorber zum Gewinn von
Umweltwärme.
Die Konzeption ist sehr einfach auf bestehende und neu zu
errichtende Hallenschwimmbäder übertragbar. Mit ihr wird der
heute übliche hohe Heizöl- und Erdgasverbrauch nahezu vollständig durch rückgewonnene Wärme, Umweltwärme und das
Wärmeäquivalent der eingesetzten elektrischen Energie zum
Betrieb der konzeptionstragenden Anlagen ersetzt.
In dem vorliegenden Abschlußbericht werden die einzelnen
Anlagen beschrieben, die Ergebnisse der meßtechnischen
Untersuchungen zusammengefaßt und die Anlagen wirtschaftlich
bewertet.
INHALTSVERZEICHNIS
1.
1.1
1.2
2.
2.1
2.1.1
2.1.2
2.1.3
2.2
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.3
2.4
2.4.1
2.4.2
2.4.3
3.
3.1
3.2
3.3
3.4
Seite
Einführung
Energietechnische Konzeption Standort und Beschreibung
des Hallenschwimmbades Beschreibung der besonderen
energietechnischen Anlagen
Anlage zum Wärmerückgewinn aus Abwasser Vorbemerkung
Aufbau der Anlage
Funktion und Regelung
Anlage zum Wärmerückgewinn aus der Abluft
der Schwimmhalle und der Duschräume
Vorbemerkung
1
1
3
4
4
4
4
5
6
6
Aufbau der raumlufttechnischen Anlage Funktion und Regelung des raumlufttechnischen Gerätes 7
Anlagen zum Wärmerückgewinn
aus der Abluft der Nebenräume
8
Anlage zum Gewinn von Umweltwärme Vorbemerkung
Aufbau der Wärmepumpenanlage Funktion und Regelung
7
9
9
10
11
Betriebserfahrungen
11
Anlage zur Wärmerückgewinnung
aus Abwasser
11
Anlage zum Wärmerückgewinn aus
Schwimmhallen- und Duschraumabluft 13
Anlagen zum Wärmerückgwinn aus der
Abluft der Nebenräume
Anlage zum Gewinn von Umweltwärme
14
15
4.
4.1
4.2
4.2.1
4.2.2
Ergebnisse der meßtechnischen
Untersuchungen
Besucherzahlen, Frischwassertemperatur
und meteorologische Daten
Dusch- und Beckenwassererwärmung Duschwasserverbrauch 16
16
17
17
Leistungswerte des Gerätes zur
Wärmerückgewinnung aus Abwasser
18
4.2.3
Wasser- und Energiebilanz
19
4.3
Schwimmhalle und Duschräume
Wasserverdunstung in der Schwimmhalle 20
20
Wasserverdunstung in den Duschräumen Leistungswerte der raumlufttechnischen Anlage
Wärmeverbrauch der Schwimmhalle
und der Duschräume
22
23
4.4
Heiz- und Duschwassererwärmung 26
4.4.1
4.4.2
4.4.3
4.5
Leistungswerte der Wärmepumpe Endenergieverbrauch
26
27
28
29
Planung und Bewertung der Abwärme und
Umweltwärme nutzenden Anlagen 34
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
5.
5.1
5.1.1
5.1.2
Leistungswerte der Absorberflächen Energiebilanz
25
34
34
5.1.3
5.2
Anlage zum Wärmerückgewinn aus Abwasser Bemessung der Anlagenkomponenten
Wirtschaftliche Betrachtung
Zusammenfassende Bewertung Anlage zum Wärmerückgewinn aus Abluft 5.2.1
5.2.2
5.2.3
Berechnung der Entfeuchtungsleistung
Wirtschaftliche Betrachtung
Zusammenfassende Bewertung 36
5.3
5.3.1
Wärmepumpe mit Energieabsorbern Wirtschaftliche Betrachtung
5.3.2
Zusammenfassende Bewertung 39
39
40
6.
Zusammenfassung und Ausblick 40
35
35
36
37
38
Literatuverzeichnis
45
Tabellen und Bilder
46
1.
Einführung
1.1
Energietechnische Konzeption
Die energietechnische Konzeption dieses Hallenbades wurde
von der Energietechnik GmbH, Essen, in den Jahren 1978 und
1979 entwickelt. Ihr liegt der Gedanke zugrunde, daß der
Wärmebedarf vorrangig von Anlagen zum Rückgewinn von Abwärme
und der noch verbleibende Bedarf an Wärme durch eine Anlage
zum Gewinn von Umweltwärme gedeckt wird. Sie orientiert sich
an der Erfahrung, daß der Rückgewinn von Abwärme zu niedrigeren Gesamtjahreskosten je abgegebener Einheit Nutzwärme
führt als der Gewinn von Umweltwärme. Für diese Betrachtung
sind die Gesamtjahreskosten je abgegebener Nutzwärmeeinheit
als Summe der Kapital-, Unterhaltungs- und Energiekosten
einer Anlage geteilt durch deren abgegebene Nutzwärme definiert. Die energietechnischen Anlagen, die den Kern der
energietechnischen Konzeption darstellen, bestehen im
wesentlichen aus vier verschiedenartigen Einzelanlagen. Die
nun folgende Betrachtung nennt den Zweck jeder Einzelanlage
und zeigt ihren Beitrag zur Deckung des Energieverbrauches
im Jahr 1985 auf:
- Eine Anlage zum Wärmerückgewinn aus Abwasser entwärmt das
Dusch-, Becken und Filterspülwasser. Diese Anlage, zu der
auch ein Abwasser- und ein Frischwasserspeicher gehören,
deckte mit diesem Wärmerückgewinn etwa zwei Drittel des
Wärmeverbrauches zur Dusch- und Beckenfrischwassererwärmung.
- Ein Gerät zur Entfeuchtung und Erwärmung von Luft entfeuchtet die Abluft der Schwimmhalle und der Duschräume.
Außerdem entwärmt es die Fortluft dieser Räume. Dieses
Gerät kondensierte 60 bis 70 % des entstandenen Wasserdampfes in der Schwimmhalle und den Duschräumen und konnte
61 % des Lüftungs- und Transmissionswärmeverbrauches
dieser Räume durch Wärmerückgewinnung decken.
-2-
-
Drei Anlagen zum Wärmerückgewinn aus Luft entwärmen die
Fortluft der Umkleide- und Sanitärräume, der Personalräume
sowie des Solariums. Diese Anlagen deckten etwa 37 % des
Lüftungs- und Transmissionswärmebedarfes dieser Räume
durch den Wärmerückgewinn.
- Eine Wärmepumpenanlage mit Energiedach und Energiestapel
gewinnt Umweltwärme zur Heiz- und Duschwassererwärmung.
Wegen eines Umbaus konnte die Anlage 1985 nur 26 % des
verbleibenden Wärmebedarfes durch Zugewinn von Umweltwärme
decken. Zukünftig ist ein Deckungsanteil von 56 % zu
erwarten.
Darüber
hinaus wurde der Transmissionswärmeverlust der
Gebäudehülle durch verbesserte Wärmedämmung verringert.
Das Hallenbad wurde in den Jahren 1981 und 1982 in der Gemeinde Schwalmtal (Bundesland Nordrhein-Westfalen) errichtet
und am 4. Dezember 1982 eröffnet. In den Jahren 1983 bis
1985 führte die Forschungsstelle für Energiewirtschaft,
München, meßtechnische Untersuchungen in dem Hallenbad
durch.
- 3 -
1.2
Standort und Beschreibung des Hallenschwimmbades
In Tabelle 1 sind die wesentlichen Kenngrößen des Standortes, der Gemeinde Schwalmtal, des Hallenschwimmbades sowie
die Erwartungswerte für die Besucherzahlen aufgeführt. Nach
den Bezeichnungen der Bäderfachleute gehört das Hallenbad
Schwalmtal zu den Kleinschwimmhallen (KSH).
Bild 1 zeigt einen Grundriß des Erdgeschosses, das die
Eingangshalle, Umkleideräume, Duschräume, Schwimmhalle und
den Betriebsbereich umfaßt. In der Schwimmhalle befindet
sich ein Variobecken mit einer Beckenoberfläche von 250 m2,
dessen Beckenkopf als finnische Rinne ausgebildet ist und
das im südlichen Bereich einen höhenverstellbaren Zwischenboden besitzt. An die Schwimmhalle schließt sich ein Mutterund Kindbereich mit einem Planschbecken an, dessen Beckenoberfläche 20 m 2 beträgt.
Das gesamte Erdgeschoß wurde im Bereich außerhalb des Variobeckens unterkellert. Im Kellergeschoß wurden die Technikräume sowie ein Jugendraum eingerichtet.
Um den Wärmebedarf des Gebäudes gegenüber herkömmlichen
Hallenschwimmbädern zu verringern, wurden die Fensterflächen
der auf eine höhere Temperatur zu beheizenden Schwimmhalle
nach Süden ausgerichtet und der Wärmeschutz der gesamten
Gebäudehülle verbessert. In Tabelle 2 sind die Baustoffe,
die Bauteildicke und die Wärmedurchgangskoeffizienten der an
Außenluft grenzenden Bauteile sowie die in den Räumen eingestellten Raumlufttemperaturen eingetragen.
Die Bilder 2 bis 5 zeigen den nach Norden gelegenen Eingangsbereich des Hallenschwimmbades, die nach Südsüdost
gerichtete Fensterfront der Schwimmhalle mit der Liegewiese
im Vordergrund sowie zwei Innenansichten der Schwimmhalle.
Die Öffnungszeiten richten sich nach dem Schulbetrieb und
der Jahreszeit. Sie sind in Tabelle 3 aufgeführt.
- 4 -
z.
Beschreibung der besonderen energietechnischen Anlagen
2.1
Anlage zum Wärmerückgewinn aus Abwasser
2.1.1 Vorbemerkung
Das Hallenbad Schwalmtal wird jährlich von etwa 90.000
Personen besucht. Da nach den meßtechnischen Untersuchungen
jeder Besucher im Mittel 40 1 Duschwasser verbraucht und
30 1 Beckenwasser je Besucher und Tag gegen Frischwasser
ausgetauscht werden, wird der eingebauten Anlage zum Wärmerückgewinn aus Abwasser jährlich ein Abwasservolumen von
etwa 6.300 m 3 zugeführt. Diesem Abwasser entzieht die Wärmerückgewinnungsanlage Wärme und gibt sie an Frischwasser ab,
das entweder den Duschen oder den Becken zugeleitet wird.
Das Duschabwasser wird in Abwasserbehältern gesammelt und
aus diesen anschließend von der Wärmerückgewinnungsanlage
entnommen. Das auszutauschende Beckenwasser wird zuerst zur
Filterspülung verwendet, gleichfalls zwischengespeichert und
danach in der Wärmerückgewinnungsanlage erwärmt.
2.1.2 Aufbau der Anlage
Die Wärmerückgewinnungsanlage, die in Bild 6 schematisch
dargestellt ist, besteht im wesentlichen aus dem Duschabwasserspeicher, dem Speicher für das Beckenab- bzw. Filterspülabwasser, dem Wärmerückgewinnungsgerät und dem Duschfrischwasserspeicher. Für einen störungsfreien Betrieb der
Anlage sind das Grob- und das Vorfilter von erheblicher
Bedeutung, von denen jedes durch einfache Handgriffe ausbaubar und leicht zu reinigen ist. Das eingesetzte Wärmerückgewinnungsgerät ist ein "Wärmepumpen-Rekuperator-Gerät" der
Firma Menerga, Typ 43 12 01, Baujahr 1984, das im Januar
1985 in Betrieb genommen wurde. Die wichtigsten Nenndaten
der Anlage sind in Tabelle 4 aufgeführt.
In Bild 7 sind die Bauelemente des Wärmerückgewinnungsgerätes schematisch dargestellt. Die Wärme des Abwassers wird
mit einem rekuperativen Wärmeübertrager und einer kleinen
Wärmepumpe, deren Verdampfer dem Rekuperator nachgeschaltet
- 5 -
ist, auf das Frischwasser übertragen. Als Besonderheit dieses Gerätes gilt eine Reinigungseinrichtung für die abwasserseitige Wärmeübertragungsfläche: In eine zeitlichen Abstand von eineinhalb Stunden werden Reinigungskörper vom
Abwasserstrom durch den rekuperativen Wärmeübertrager und
den Verdampfer transportiert. Dieser selbsttätig und periodisch ablaufende Reinigungsvorgang hält die abwasserseitigen
Wärmeübertragungsflächen über große Zeitspannen hinweg von
Ablagerungen frei. Bild 8 zeigt ein Foto dieses kompakten
Gerätes.
2.1.3 Funktion und Regelung
Während der Öffnungszeitspanne des Hallenbades wird der
Einsatz des Wärmerückgewinnungsgerätes durch den Füllstand
des Duschabwasserspeichers (Bild 6) bestimmt. Bei einem
verfügbaren Abwasservolumen von etwa 400 1 schaltet der
Regler R 1 das Wärmerückgewinnungsgerät ein. Da die Abwasserpumpe einen konstanten Abwasserstrom von 1,2 m 3 /h fördert, ist das Gerät mindestens 20 Minuten je Einschaltung in
Betrieb. Der Abwasservolumenstrom wird dabei durch einen
Kegeldurchflußmesser überwacht, der über einen Regler die
Öffnungsweite eines Ventils in der Abwasserleitung bestimmt.
Das Gerät wird abgeschaltet, wenn entweder der Abwasserregler einen Mindeststand erreicht hat oder die Temperatur im
unteren Teil des Frischwasserspeichers am Thermostat Th 1
den Wert von 25 °C aufweist. Ein weiterer Regelkreis überwacht die Abwassertemperatur am Verdampferaustritt: Bei
einer Abwassertemperatur von 5 °C wird das Zuflußventil in
der Abwasserleitung vollständig geöffnet, und bei einer Temperatur von 3 °C schaltet der Regler den Verdichter des
Wärmepumpenkreislaufs ab.
Nach Beendigung des Badebetriebes wird Beckenabwasser, das
zum Spülen des Filters verwendet wurde, im Wärmerückgewin-
nungsgerät entwärmt und eine gleichgroße Frischwassermenge
erwärmt. Das erwärmte Frischwasser gelangt über den Schwallwasserbehälter in den Beckenwasserkreislauf. Das zuzuführende
Frischwasservolumen wird vom Schwimmeister durch
- 6 -
Einstellen der täglichen Besucherzahl und des je Besucher
zuzuführenden Frischwasservolumens (30, 40, 50, ...1/Person)
festgesetzt.
Der Wasserstand im Schwallwasserbehälter steigt an und kann
seinen zulässigen Wasserhöchststand im Schwallwasserbehälter
erreichen (Bild 6), wenn sich viele Badegäste gleichzeitig
in den Becken aufhalten oder wenn über das Wärmerückgewinnungsgerät Frischwasser in den Schwallwasserbehälter eingeleitet wird. Um einen Wasser- und Wärmeverlust zu verhindern, wie er durch den überlauf von Wasser aus dem Schwallwasserbehälter in das Abwassernetz entstünde, wird Wasser
aus dem Beckenwasserkreislauf mittels des Reglers R 2 in den
Abwasserbehälter eingeleitet und danach zum Wärmerückgewinn
genutzt.
2.2
Anlage zum Wärmerückgewinn aus der
Abluft der Schwimmhalle und der Duschräume
2.2.1 Vorbemerkung
In dem Hallenbad wird die Abluft der Schwimmhalle und der
Duschräume entfeuchtet und die gewonnene Kondensationswärme
zur Erwärmung der Zuluft verwendet. Die der Zuluft zugeführte Wärme dient sowohl zur Erwärmung der Außenluft, die
während der Öffnungszeitspanne gegen Abluft auszutauschen
ist, als auch zur Beheizung der Schwimmhalle. Außer den
Wärmebänken mit einer geringen Heizleistung sind keine Heizflächen oder Heizkörper in der Schwimmhalle und den Duschräumen eingebaut.
Der beschriebene Wärmerückgewinn sowie der Austausch von
Schwimmhallenabluft gegen Außenluft wird mit einem raumlufttechnischen Gerät durchgeführt, das ein industriell hergestelltes Seriengerät für Hallenschwimmbäder ist. Dieses
Gerät ist mit allen Einrichtungen zum Transport der verschiedenen Luftströme und zur Regelung des Luftzustandes in
der Schwimmhalle und den Duschräumen ausgerüstet. Es wird
als fertige Einheit im Technikraum aufgestellt und an die
- 7 -
Luftführungsanlage, den Heizwasserkreislauf sowie das elekelektrische Netz angeschlossen. Danach kann es unmittelbar
in Betrieb genommen werden.
2.2.2 Aufbau der raumlufttechnischen Anlage
Bild 9 zeigt ein Schema der raumlufttechnischen Anlage zur
Entfeuchtung, Belüftung und Beheizung der Schwimmhalle und
Duschräume. Der Schwimmhalle wird ein konstanter Luftvolumenstrom von 15.000 m 3 /h zugeführt. Von diesem Volumenstrom
werden 11.000 m 3 /h direkt aus der Schwimmhalle und ein Volumenteilstrom der Schwimmhallenabluft (etwa 4.000 m 3 /h) ohne
den Einsatz eines zusätzlichen Ventilators über die Duschräume abgesaugt. Diese Anordnung der Luftwege hat den Vorteil, daß die Feuchträume eines Hallenschwimmbades gemeinsam
mit einer raumlufttechnischen Anlage versorgt werden können
und die Energie der Duschraumabluft, deren Feuchte im Verlauf eines Tages in einem weiten Bereich schwankt, bestmöglich zum Wärmerückgewinn genutzt wird /4/.
2.2.3 Funktion und Regelung des raumlufttechnischen Gerätes
Das eingesetzte raumlufttechnische Gerät ist ein "Wärmepumpen-Rekuperator-Klimagerät" der Firma Menerga, Typ
33 15 02, Baureihe 1981, das im Dezember 1982 in Betrieb
genommen wurde. Es enthält als wesentliche Bauelemente einen
Kreuzstromwärmeübertrager und eine Wärmepumpe zur Wärmerückgewinnung, die Ventilatoren zum Lufttransport, die Regelund Steuereinrichtungen sowie ein Nachheizregister für die
Schwimmhallenzuluft (Bild 9). Der maximale Zuluftvolumenstrom des Gerätes, das aus zwei gleichen Einzelaggregaten
mit gemeinsamer Regel- und Steuereinrichtung besteht, beträgt 15.000 m 3 /h. Das Gerät wird durch die eingebaute Regelung in verschiedenen Leistungsstufen betrieben. In der
technischen Informationsmappe des Herstellers wird eine
Entfeuchtungsleistung von 49 kg/h bei Umluftbetrieb und
einem Schwimmhallenluftzustand von 30 °C, 55 % relative
Feuchte, genannt. Für einen gleichen Schwimmhallenluftzustand und einem Außen-Fortluftaustausch von 3.000 m3/h
- 8 (Außenluftzustand: 5 °C, 85 % relative Feuchte) ist eine
Entfeuchtungsleistung von 72 kg/h angegeben. Weitere technische Daten des Gerätes wurden in Tabelle 5 zusammengestellt.
Das raumlufttechnische Gerät weist verschiedene Betriebszustände auf, die von der Regelung in Abhängigkeit von der
Ablufttemperatur und -feuchte, der Außenlufttemperatur und
der Benutzungsart der Schwimmhalle (Ruhebetrieb, Badebetrieb, Zuschauerbetrieb) eingestellt werden. In Bild 10 sind
vier Betriebszustände eingezeichnet. Der Ruhebetrieb (A) ist
durch reinen Umluftbetrieb gekennzeichnet. Ein Volumenteilstrom der Abluft wird im Plattenwärmeübertrager und Verdampfer abgekühlt, entfeuchtet und nach der Erwärmung im Plattenwärmeübertrager der unbehandelten Umluft wieder zugeführt. Die im Verdampfer entzogene Wärme wird am Kondensator
zur Erwärmung der Zuluft eingesetzt. Die gestufte Abkühlung
der Abluft im Plattenwärmeübertrager und Verdampfer führt
gegenüber einem reinen Wärmepumpeneinsatz zu einer erheblichen Einsparung an elektrischer Energie. Während des Badebetriebes (B) wird durch Veränderung der Klappenstellung abgekühlte Abluft gegen Außenluft ausgetauscht. Bei Außenlufttemperaturen über 10 °C öffnen die Klappen ganz, bei niedrigeren Temperaturen nur halb (Mindestvolumenstrom). Bei der
Entfeuchtung im Sommer (C) wird die Wärmepumpenanlage ausgeschaltet und der Fortluftventilator kann auf eine höhere
Drehzahl umgeschaltet werden. Reicht die Heizleistung des
Kondensators im Fall A oder B nicht aus oder ist dieser ausgeschaltet, kann die Zuluft bei Wärmeanforderung von dem
Lufterhitzer erwärmt werden (D).
Bild 11 zeigt ein Foto des raumlufttechnischen Gerätes,
dessen Seitenwände für die Zwecke der meStechnischen Untersuchungen durch Plexiglasscheiben ersetzt wurden.
2.3
Anlagen zum Wärmerückgewinn
aus der Abluft der Nebenräume
Den Personalräumen und dem Eingangsbereich einerseits sowie
dem Solarium mit den angrenzenden kleinen Räumen andererseits ist je ein raumlufttechnisches Gerät mit einem rekupe-
rativen Wärmerückgewinner zugeordnet. Jeder Wärmerückgewin-
- 9 -
ner überträgt Fortluftwärme auf den zuzuführenden Außenluftstrom. In den Räumen selbst sind zusätzliche statische
Heizeinrichtungen vorhanden. Die Luftführung der Eingangshalle weist eine Besonderheit auf: Ein Abluftteilstrom wird
zunächst durch verschiedene Technikräume geleitet und erst
danach dem raumlufttechnischen Gerät zugeführt. Durch diese
Luftführung soll Abwärme der technischen Einrichtungen mit
zurückgewonnen werden.
Das raumlufttechnische Gerät der Umkleideräume wurde nachträglich mit einem regenerativen Wärmerückgewinner ausgerüstet. Dieser Wärmerückgewinner enthält ortsfeste Wärmespeichermassen, die abwechselnd von Fortluft und Außenluft umströmt werden. Maßgebend für den Einbau war der vom Hersteller genannte hohe Wärmerückgewinnungsgrad von ca. 80 %, den
der Hersteller für den vorliegenden Anwendungsfall nannte.
2.4
Anlage zum Gewinn von Umweltwärme
2.4.1 Vorbemerkung
Bild 12 zeigt ein Schema des Heizungs- und Duschwasserkreislaufes mit den eingebauten Regeleinrichtungen. Die Wärmepumpenanlage, die aus einer Sole/Wasser-Wärmepumpe mit einem
Energiedach und einem Energiestapel besteht, kann Duschwasser über einen Wärmeübertrager oder den Inhalt von drei
Heizwasserspeichern mit einem Volumen von je 5 m 3 erwärmen.
Sie soll den verbleibenden Lüftungs- und Transmissionswärmebedarf der Räume sowie den Becken- und Duschwasserwärmebedarf decken, sobald dieser nicht von den Abwärme nutzenden
Geräten gedeckt werden kann. Die Verbraucher des Heizwärmeverteilungssystems entnehmen den Speichern warmes Heizwasser. Duschwasser und Heizwasser können gegebenenfalls von
der Fremdheizung (erdgasbefeuerte Kesselanlage der benachbarten Schule) über Wärmeübertrager nacherwärmt werden.
Die Wärmepumpe entzieht der Umwelt Wärme über ein Energiedach und einen Energiestapel, die ihr einzeln oder gemeinsam
zugeordnet werden können. Sie wird elektrisch angetrieben
- 10 -
und kann den Wärmebedarf der Kleinschwimmhalle bei Außentemperaturen über -2 °C decken.
2.4.2 Aufbau der Wärmepumpenanlage
Die elektrisch angetriebene Sole/Wasser-Wärmepumpe ist mit
drei vollhermetischen Verdichtern ausgerüstet, die einzeln
ein- und ausgeschaltet werden können (Bild 13). Bedingt
durch den hohen Wärmerückgewinn der im Hallenbad eingesetzten Wärmerückgewinnungsanlage brauchte die Wärmepumpe nur
für eine Nennheizleistung von 81 kW bei einer Soletemperatur
von 0 °C und einer Heizwassertemperatur von 55 °C ausgelegt
zu werden. Die technischen Daten der Wärmepumpe sind in
Tabelle 6 aufgeführt.
Die Wärmepumpenanlage ist betreibbar, solange die Sole eine
Temperatur von -15 °C nicht unterschreitet. Eine weitere
Regeleinrichtung begrenzt die Temperatur des Solestroms, der
von einem kleinen Solespeicher aus durch den Verdampfer der
Wärmepumpe gepumpt wird, auf 15 °C.
Das Energiedach besteht aus 204 Absorberplatten, die mit den
zugehörigen Soleverteilungsleitungen als Aufdachsystem in
einem Abstand von 15 cm über der bauseitigen, um 4° nach
Südsüdost geneigten Dacheindeckung aufgeständert wurden.
Somit ist ihre gesamte Oberfläche von 807 m 2 an der Über-
tragung von Umweltwärme an Sole beteiligt (Bild 14). Da in
den Sommermonaten durch die Wärmerückgwinnungsanlage genügend Wärme erzeugt wird, wurde auf die Möglichkeit der
direkten Wärmeübertragung von Sole, z. B. an Duschwasser,
verzichtet. In Tabelle 7 sind die technischen Daten des
Energiedaches aufgeführt.
Der Energiestapel wurde auf dem Flachdach eines Treppenhau-
ses aufgestellt. Acht Blöcke mit jeweils 24 Absorberplatten
und einer Wärmeübertragungsfläche von 793 m 2 wurden in eine
Stahlrahmenkonstruktion eingesetzt (Bild 15). In Tabelle 8
sind die technischen Daten des Energiestapels aufgeführt.
2.4.3 Funktion und Regelung
Die Heizleistung der Wärmepumpe steht in drei Stufen zur
Verfügung. Ein Regler (R 1) in Bild 12 legt die Solltemperatur des Heizwasserspeichers je nach Außenlufttemperatur fest
und schaltet die erforderliche Leistungsstufe der Wärmepumpe
entsprechend der ermittelten Temperaturdifferenz ein. Bei
Wärmeanforderung aus dem Duschwasserkreislauf (Regler R 3)
wird der Heizwasserstrom zur Duschwassererwärmung vorrangig
umgeleitet.
3.
Betriebserfahrungen
3.1
Anlage zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser
Die Wärmerückgewinnungsanlage ist seit Anfang 1985 in
Betrieb. Die hohe Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers im
rekuperativen Wärmeübertrager und dem Verdampfer sowie die
periodisch ablaufende Reinigung der abwasserseitigen Wärmeübertragungsflächen ergaben bisher gleichbleibende Bedingungen für die Wärmeübertragung. Der Zustand der Wärmeübertragungsflächen nach einem Jahr Betriebszeit läßt erwarten, daß
bei funktionierender Reinigungseinrichtung des Wärmepumpenrekuperators
keine
weiteren Wartungsarbeiten für die
Wärmeübertrager notwendig werden.
Als wesentlich für einen störungsfreien Betrieb hat sich das
Vorfilter vor der Abwasserpumpe erwiesen (Bild 6). Es sollte
regelmäßig zweimal je Woche gereinigt werden. Der Zeitaufwand ist gering, da der gesamte Reinigungsvorgang nur etwa
fünf Minuten dauert. Wenn dieses Filter nicht gereinigt
wird, dann kann der Abwasservolumenstrom so sehr gemindert
werden, daß die Wärmepumpe über die vorhandenen Überwachungseinrichtungen abgeschaltet wird. Störungen am Wärmepumpenrekuperator werden im Schwimmeisterraum angezeigt,
traten jedoch nach einer anfänglichen, etwa einmonatigen
Zeitspanne, in der erste Erfahrungen mit dem vom Hersteller
völlig neu entwickelten Gerätetyp gesammelt wurden, nur
selten auf.
- 12 -
In der bisherigen Betriebszeitspanne von zwölf Monaten
(Stand Januar 1986) hat die Anlage zur Wärmerückgewinnung
aus Abwasser die Erwartungen hinsichtlich der Verfügbarkeit,
des Wärmerückgewinns und eines geringen Wartungsaufwandes
erfüllt. Zwischenzeitlich wurde der in Schwalmtal eingebaute
Gerätetyp in verschiedenen Leistungsstufen zur Serienreife
entwickelt und wird vom Hersteller Menerga erfolgreich
vertrieben.
In dem Zeitraum von der Inbetriebnahme des Hallenschwimmbades (Dezember 1982) bis Ende 1984 war je ein Gerät zum
Wärmerückgewinn aus Beckenabwasser und Duschabwasser eingebaut /1/. Trotz einer Doppelfilteranlage und häufigen
Reinigungsarbeiten verschmutzten die Wärmeübertragungsflächen des eingebauten Plattenwärmeaustauschers in dem Gerät
zur Wärmerückgewinnung aus Duschabwasser. Das Gerät wurde
wegen eines zu geringen Abwasservolumenstromes häufig ausgeschaltet und deckte lediglich 33 % des Duschwasserwärmeverbrauches. Das Gerät zum Wärmerückgewinn aus Beckenabwasser
entwärmte Beckenwasser, das dann in einem Speicher gesammelt
und anschließend zur Filterspülung genutzt wurde. Es erfüllte die Erwartungen hinsichtlich der Verfügbarkeit, des
Wärmerückgewinns und eines geringen Wartungsaufwandes®
Jedoch bestanden seitens des Filterherstellers Bedenken
hinsichtlich der Haltbarkeit der Filterinnenwandgummierung
bei der Filterspülung mit kaltem Wasser.
Die unbefriedigenden Erfahrungen waren Anlaß, zusammen mit
dem Hersteller den nun in Schwalmtal eingebauten Gerätetyp
zu entwickeln. Das erste Gerät dieses Typs wurde vom Hersteller kostenlos zur Verfügung gestellt und mit Mitteln des
Vorhabens eingebaut. In dem vorliegenden Bericht wird über
die Leistungs- und Verbrauchswerte der neuen Anlage berichtet.
3.2
Anlage zum Wärmerückgewinn aus
Schwimmhallen- und Duschraumabluft
Das raumlufttechnische Gerät, das ein industriell gefertigtes und geprüftes Seriengerät ist, lief während des knapp
dreijährigen Beobachtungszeitraumes nahezu störungsfrei.
Zwei Störungen an der Wärmepumpe, die vom Hersteller umgehend behoben werden konnten, wurden als einzige Vorkommnisse
im Betriebsbuch der technischen Anlage notiert.
Die vom Hersteller empfohlenen monatlichen Reinigungs- und
Kontrollarbeiten am Gerät erfordern wenig Zeit und können
von den Mitarbeitern im Schwimmbad durchgeführt werden. Die
empfohlenen halbjährlichen Wartungsarbeiten, die u. a. eine
Prüfung wichtiger Regelstrecken einschließen, sollte der
Betreiber durch die Herstellerfirma durchführen lassen.
Die meßtechnischen Untersuchungen zeigten, daß sich der Meßfühler der
der relativen Luftfeuchte im Abluftkanal im Lauf der
Zeit verstellte. Dem eingestellten Sollwert von 55 % relativer Luftfeuchte entsprach nach sechs Monaten ein eingehaltener Sollwert von 50 %. Das führte bei gleicher Wasserund Lufttemperatur zu einer stündlichen Mehrverdunstung von
etwa 4,8 kg/h in der unbenutzten und etwa 6,8 kg/h in der
benutzten Schwimmhalle. Der sehr große Einfluß, den die
relative Feuchte auf die Verdunstung und damit den Stromverbrauch der raumlufttechnischen Anlage hat, rechtfertigt
eine etwa monatliche Überprüfung des Sollwertes mit einem
unabhängigen Meßgerät durch den verantwortlichen Schwimmmeister. Die Erfahrung mit dem Feuchtemeßfühler ist mit
großer Wahrscheinlichkeit auf die raumlufttechnische Anlagen in anderen Hallenschwimmbädern übertragbar, so daß die
Forderung einer regelmäßigen Überprüfung des Sollwertes mit
dem Istwert auch hier angebracht ist.
Seit der Inbetriebnahme des Hallenschwimmbades bis Ende Juni
1985 waren zwei Geräte der beschriebenen Bauart eingebaut.
Das kleinere Gerät mit einer Zuluftleistung von 6.000 m 3 /h
versorgte die Umkleide- und Duschräume, das zuvor beschriebene größere Gerät die Schwimmhalle. Die meßtechnischen
- 14 -
Untersuchungen zeigten, daß zur Entfeuchtung der Schwimmhalle bei den vorliegenden Betriebsbedingungen und einer
eneLgiesparenden Betriebsweise die Entfeuchtungsleistung
einer Achse des doppelachsig ausgeführten Gerätes ausgereicht hätte /3/. Andererseits waren die Voraussetzungen für
einen kontinuierlichen Betrieb des raumlufttechnischen
Gerätes der Umkleide- und Duschräume wegen der in einem
weiten Bereich schwankenden Feuchte der Duschraumabluft ungünstig /4/. Da eine Nutzung der in der Abluft der Duschräume enthaltenen Energie jedoch sinnvoll ist, wurde die
raumlufttechnische Anlage Ende Juni 1985 folgendermaßen
umgebaut:
Zwischen der Schwimmhalle und den Duschräumen wurden Überströmöffnungen eingelassen und der Abluftkanal der Duschräume an den Abluftkanal des großen raumlufttechnischen
Gerätes angeschlossen. Das kleine raumlufftechnische Gerät,
das für die Belüftung der Umkleide- und Duschräume eingebaut
worden war, wurde ausgebaut und durch ein Lüftungsgerät
ersetzt, zu dem ein regenerativer Wärmerückgewinner hohen
Wirkungsgrades gehört. Dieses Lüftungsgerät ist ausschließlich den Umkleideräumen zugeordnet.
In dem vorliegenden Bericht wird über die Leistungs- und
Verbrauchswerte der raumlufttechnischen Anlage der Schwimmhalle und Duschräume nach dem Umbau berichtet.
3.3
Anlagen zum Wärmerückgewinn aus der Abluft
der Nebenräume
In den Nebenräumen wurden die gewünschten Solltemperaturen
immer erreicht.
Eine eingehende Untersuchung des wärmetechnischen
der Umkleideräume /4/ zeigte, daß deren Lüftungsmissionswärmebedarf fast ausschließlich von dem
technischen Gerät gedeckt werden konnte. Nur der
Verhaltens
und TransraumluftHeizkörper
vor einem Außenfenster mußte zur Vermeidung von Kondensatbildung weiterbetrieben werden.
- 15 -
Außerhalb des Badebetriebes waren die Zuluftventilatoren der
Nebenräume nicht in Betrieb. Bei niedrigen Außenlufttemperaturen bildete sich an den an Außenluft grenzenden Tür- und
Fensterrahmen der Eingangshalle und Personalräume Kondensat.
Es wurde beobachtet, daß die Luft in diesen Räumen infolge
des Überdrucks in der Schwimmhalle durch überströmende Luft
befeuchtet wurde. Um Bauschäden zu vermeiden bleiben die
Zuluftventilatoren dieser Räume während des Winterhalbjahres
eingeschaltet.
Die Abluft der Eingangshalle wurde den Technikräumen mit
einer Temperatur von etwa 24 °C zugeführt. Sie erwärmte sich
dort durch die Abwärme der Maschinen und Geräte auf etwa
27 °C. Infolge der hohen Raumtemperatur in den Technikräumen
traten durch die Fußböden der im Erdgeschoß liegenden Räume
und Hallen keine Wärmeverluste auf, und die Wärmeverluste
der luftführenden Kanäle waren in den Technikräumen gering.
3.4
Anlage zum Gewinn von Umweltwärme
Der bisherige Wartungs- und Instandhaltungsaufwand für
Energiedach, Energiestapel und Solekreislauf war gering, und
die auszuführenden Arbeiten erforderten kein spezielles
Fachkönnen. Die einfach aufgebaute Einrichtung, die zum
Befüllen, Entleeren und Entlüften des Solekreislaufes eingebaut ist (Bild 16), hat von der ersten Inbetriebnahme an
zuverlässig funktioniert. Die beobachtete Tauwasserbildung
auf den Absorberplatten von Energiedach und Energiestapel
verläuft bei einer entsprechenden Witterung weitgehend
gleichzeitig und zeigt dadurch eine gleichmäßige Durchströmung beider Absorber an.
Die Wärmepumpe, die zunächst mit zwei halbhermetischen Verdichtern ausgerüstet war /2/, wurde vom Hersteller während
einer Zeitspanne von zwei Jahren mehrfach repariert. Nach
dem Ausfall beider Verdichter ergab eine Überprüfung der
wesentlichen Bauteile dieser Anlage, daß der eingesetzte
Kondensator zu klein bemessen war. Ein kleiner kältetechnischer Betrieb hat die Wärmepumpe im Herbst 1985 gründlich
überarbeitet und neue Verdichter eingebaut, deren Leistung
- 16 -
der Kondensatorleistung angepaßt wurde. Die überarbeitete
Wärmepumpe läßt eine normale Lebensdauer der Verdichter erwarLen. Seit der Inbetriebnahme Mitte Oktober 1985 arbeitet
die Wärmepumpe störungsfrei. Es hat sich als hilfreich erwiesen, mit Hilfe einer Checkliste (Tabelle 9) den Betriebszustand der Wärmepumpe durch Ablesen der eingebauten Anzeigeinstrumente regelmäßig zu kontrollieren.
4.
Ergebnisse der meßtechnischen Untersuchungen
4.1
Besucherzahlen, Frischwassertemperatur und
meteorologische Daten
Die nachfolgende Betrachtung gilt einer Gruppe von Einflußgrößen auf den Energiehaushalt eines Hallenbades, die von
den wärmetechnischen Eigenschaften seiner Bauteile, seiner
technischen Ausrüstung und in beschränktem Maße auch von der
Beckenwassertemperatur sowie den Luftzuständen in den verschiedenen Räumen unabhängig ist. Zu diesen Bestimmungsgrößen gehören die klimatischen Gegebenheiten am Standort des
Bades, die Anzahl der Besucher und die Temperatur des
Frischwassers.
Bild 17 zeigt die monatliche und jährliche Aufteilung der
Besucherzahlen auf die Besuchergruppen in den Jahren 1983
bis 1985. Für viele Fragestellungen ist die Anzahl der
gleichzeitig anwesenden Badegäste je Stunde eine wichtige
Kenngröße. In Bild 18 wurde der typische Gang gleichzeitig
anwesender Badegäste für sechs ausgesuchte Wochentage aufgetragen. Der abgebildete zeitliche Verlauf kann auch auf Tage
mit einer anderen Gesamtbesucherzahl, aber gleichen Öffnungszeiten, übertragen werden. Der zeitliche Gang der Besucheranzahl an einem Werktag ist durch eine geringe Belegung
zwischen 7 und 15 Uhr sowie eine maximale Belegung gegen 17
und 19 Uhr gekennzeichnet.
Die Temperatur des dem Hallenbad zufließenden Frischwassers
betrug im Winter 8 °C und stieg in den Sommermonaten auf
15 °C an.
- 17 -
Ein Vergleich der in Schwalmtal gemessenen meteorologischen
Meßwerte mit den Meßwerten des Wetteramtes Essen zeigt, daß
der Verlauf und der Betrag der Tagesmittelwerte sowie die
Jahresmittelwerte nahzu identisch waren. Die in Essen gemessenen Werte sind somit für längere Betrachtungszeiträume
auf Schwalmtal übertragbar. Bild 19 zeigt drei Vergleiche
des langjährigen Mittels (1950 bis 1984) mit den Tagesmittelwerten der Außenlufttemperatur in den Jahren 1983 bis
1985.
4.2
Dusch- und Beckenwassererwärmung
4.2.1 Duschwasserverbrauch
Der Duschwasserverbrauch je Badegast, der während der
öffentlichen Besuchszeitspannen unter Ausschluß des Schulsports ermittelt wurden, betrug 40 1 (Bild 20). Dies entspricht bei einem Wasserstrom von 12 1 je Dusche und Minute
einer Entnahmedauer von 3,3 Minuten. Diese Entnahmedauer ist
als Anhaltswert auf andere Hallenbäder übertragbar.
Der Duschwasserverbrauch eines Schülers, der das Hallenbad
im Rahmen des Schulsports besuchte, betrug im Mittel 30 1
und die zugehörige Entnahmedauer 2,5 Minuten. Diese Entnahmedauer ist ebenfalls auf andere Hallenbäder als Anhaltswert
übertragbar.
Zu Beginn der meßtechnischen Untersuchungen war in jedem
Duschkopf eine Blende für einen Wasserstrom von 22 I/min
eingesetzt. Der hohe Duschwasserverbrauch, der dadurch entstand, konnte von der eingebauten Wärmerückgewinnungsanlage
nicht zum Wärmerückgewinn genutzt werden. Der Einsatz von
Blenden für einen Wasserstrom von 12 I/min führte für den
Besucher zu keiner feststellbaren Komforteinbuße, da der
härtere Wasserstrahl den Eindruck eines vergleichbar hohen
Wasserstromes vermittelt. Der Wasser- und Wärmebedarf wurde
durch diese Maßnahme erheblich verringert. Infolgedessen
deckte der Wärmerückgewinn einen wesentlich höheren Anteil
des Duschwasserwärmebedarfes.
- 18 -
Die Temperatur des Duschabwassers lag zwischen 29 und 33 °C.
Die niedrige Temperatur wurde bei geringem Besuch, die höhere bei großem Besucheraufkommen gemessen. Die mittlere Abwassertemperatur von rund 30 °C, die für einen viermonatige
Meßzeitspanne ermittelt wurde, ist als Anhaltswert auf andere Hallenbäder übertragbar.
4.2.2 Leistungswerte des Gerätes zur
Wärmerückgewinnung aus Abwasser
Infolge der geringen Duschabwasserstromes an Werktagen zwischen 7 und 15 Uhr intermittiert der Betrieb des Wärmepumpengerätes und geht erst danach in einen vergleichsweise
stetigen Betrieb über. Dieser Ablauf ist in Bild 21 dargestellt, aus dem neben der Wärmeabgabe des Wärmepumpengerätes
auch die zum Betrieb erforderliche elektrische Energie für
Verdichterantrieb, Förderpumpen und Regeleinrichtungen zu
entnehmen ist.
Um 21 Uhr wurde das Gerät zur Erwärmung des Beckenzusatzwassers umgeschaltet. Es war bis in die frühen Morgenstunden
des folgenden Tages in Betrieb. In Zeitspannen, in denen die
Heizleistung bei stetigem Betrieb unter einen Wert von
8 kWh/0,25 h absank, wurde die Reinigungseinrichtung für die
abwasserseitigen Wärmeübertragungsflächen eingeschaltet.
Die kombinierte Heizzahl stellt das Verhältnis von abgegebener Nutzwärme der Wärmerückgewinnungsanlage und bezogener
elektrischer Energie für den Betrieb der Anlage dar. Sie
hatte in Schwalmtal bei einer Frischwassertemperatur von
10 °C und einer Abwassertemperatur von 30 °C im Monat März
1985 8,8 betragen. Dieser Wert stimmt mit dem Nennwert des
Herstellers von 9,0 weitgehend überein. Bei der Bewertung
ist zu berücksichtigen, daß dem Nennwert des Herstellers ein
kontinuierlicher und dem Meßergebnis ein zeitweise intermittierender Betrieb des Wärmepumpengerätes zugrunde liegt.
Bei den gleichen Temperaturen gab das Gerät eine Heizleistung von 32 kW ab und erwärmte das Frischwasser auf eine
Temperatur zwischen 33 und 35 °C.
- 19 -
Die Heizleistung und die kombinierte Heizzahl des Gerätes
waren von der Temperatur des in das Gerät eintretenden
Frisch- und Abwassers abhängig. Die elektrische Leistungsaufnahme war weitgehend unabhängig von den Temperaturen des
zufließenden Wassers. In Bild 22 wurde die kombinierte Heizzahl über der Differenz zwischen diesen Temperaturen aufgetragen. Mit steigender Abwassertemperatur und mit sinkender
Frischwassertemperatur stieg die kombinierte Heizzahl des
Gerätes an. Dieses Verhalten der Leistungswerte ist auf
gleichartige Geräte übertragbar.
4.2.3 Wasser- und Energiebilanz
In der KSH Schwalmtal wurden in dem siebenmonatigen Auswertungszeitraum zwischen März und September 1985 7.055 m3
Wasser aus dem öffentlichen Wasserversorgungsnetz entnommen
(Bild 23). Davon wurden 2.860 m 3 über die Wasseraufbereitungsanlage in die Becken eingespeist, 2.430 m 3 für Reinigungsarbeiten verwendet und 1.765 m 3 den Duschen zugeleitet.
Während des Auswertungszeitraumes (5.136 h) flossen 3.525 m3
Frischwasser durch das Wärmerückgewinnungsgerät, das bei
einem konstanten Frischwasservolumenstrom von 1,2 m 3 /b eine
Auslastung von etwa 57 % erreichte. Zur Erzeugung von
63.127 kWh Nutzwärme, die das Gerät abgab, wurden 8.030 kWh
elektrische Energie bezogen (Bild 24). Aus diesen Werten
erhält man eine mittlere kombinierte Heizzahl von 7,9, die
zwischen einem Monatsmittel von 8,8 im März und 6,7 im Juni
schwankte (Frischwassereintrittstemperatur: März 10 °C, Juni
14 °C).
Dem Duschwasserkreislauf wurden in dem Auswertungszeitraum
37.648 kWh Nutzwärme von dem Wärmerückgewinnungsgerät zugeführt. Mit dieser Wärmemenge konnten 75 % des Duschwasserwärmeverbrauches von 49.872 kWh gedeckt werden.
Dem Beckenwasserkreislauf wurden 25.478 kWh Nutzwärme von
dem Wärmerückgewinnungsgerät zugeführt. Mit dem Wärmeüber-
trager des großen Beckens wurden 5.285 kWh Wärme und mit dem
des kleinen Beckens 3.480 kWh Wärme zur Aufheizung von
- 20 -
Beckenwasser aus dem Heizungskreislauf entnommen. Der hohe
Anteil von 75 % Nutzwärmeabgabe des Wärmerückgewinnungsgerätes (März 62 %, Juni 96 %) am gesamten Wärmeeintrag in
den Beckenwasserkreislauf ist auf den geringen Wärmebedarf
während des sommerlichen Auswertungszeitraumes zurückzuführen. Es ist zu erwarten, daß dieser Anteil im Jahresmittel
abnehmen wird. Da das Wärmerückgewinnungsgerät das Abwasser
unter Frischwassereintrittstemperatur abkühlt - auf etwa 5
bis 7 °C - und auch noch das Wärmeäquivalent der elektrischen Energie als Heizleistung verfügbar ist, wird das
Frischwasser auf etwa 33 °C, also über Beckenwassertemperatur, erwärmt. Infolgedessen kann der Wärmebedarf des Filterspülwassers und des aufgrund der Richtlinie geforderten besucherzahlabhängigen Zusatzwassers vollständig und darüber
hinaus ein Teil des Verdunstungs- und Transmissionswärmeverlustes des Beckenwasserkreislaufes gedeckt werden.
Der Wärmerückgewinn berechnet sich aus der abgegebenen Heizwärme minus der eingesetzten elektrischen Energie. Bei der
Beckenzusatzwassererwärmung wird mit dem Gerät ein Wärmerückgewinn - bezogen auf den Wärmebedarf zur Beckenzusatzwassererwärmung auf etwa 28 °C - über 100 % erreicht. Bei
der Duschwassererwärmung betrug der Wärmerückgewinn bezogen
auf den Duschwasserwärmeverbrauch etwa 66 %.
4.3
Schwimmhalle und Duschräume
4.3.1 Wasserverdunstung in der Schwimmhalle
Während der meßtechnischen Untersuchungen an der raumlufttechnischen Anlage betrug die Beckenwassertemperatur 28 °C
und der Luftzustand 30 °C, 50 % relative Feuchte. Neben dem
Betriebsverhalten des eingebauten Lüftungsgerätes wurde auch
die Wasserverdunstung bei unbenutzten und benutzten Becken
ermittelt.
Bei unbenutzten Becken und den angegebenen Betriebswerten
ist die Dichte wasserferner Luft (mindestens 20 cm über der
Wasseroberfläche) etwas niedriger als die Dichte der feuchten Grenzschichtluft unmittelbar an der Wasseroberfläche.
- 21 -
Eine Auftriebskonvektion findet nicht statt, und der Wasserdampf wird vor allem durch Luftströmungen, die durch die
Zwangsbelüftung des Raumes entstehen, von der Wasseroberfläche in wasserfernere Luftschichten transportiert.
Bei der erwähnten Wassertemperatur und dem angegebenen Luftzustand betrug der verdunstende Wassermassenstrom 75 g je
Stunde und m 2 Wasseroberfläche. Als maßgebende Wasseroberfläche ist die Summe aus der Wasseroberfläche der Becken
aufgrund der Beckenmaße, der Wasseroberfläche über den Auflaufschrägen der finnischen Rinne und der benetzten Fläche
der Ablaufrinnen zu betrachten. Der Beckenoberfläche von
250 m 2 des Variobeckens und von 20 m 2 des Planschbeckens
steht eine gesamte Wasseroberfläche von 340 m 2 gegenüber,
deren verdunstender Wassermassenstrom 25,5 kg je Stunde
betrug. Bei einer höheren relativen Luftfeuchte von 55 %
würde die Wasserverdunstung auf 20,7 kg/h sinken.
Das Hallenbad Schwalmtal wird von etwa 85.000 Personen im
Jahr besucht, und die gesamte Öffnungsdauer beträgt etwa
3.800 Stunden im Jahr. Während der Öffnungsdauer halten sich
durchschnittlich 22 Badegäste gleichzeitig im Hallenbad und
davon etwa 14 gleichzeitig in der Schwimmhalle auf. Die Wasserverdunstung stieg während der Beckenbenutzung im Mittel
auf 135 g/m 2 h oder 45,9 kg/h an. Diesem Meßwert liegt
wieder die Wassertemperatur von 28 °C und der Luftzustand
30 °C, 50 % relative Feuchte, sowie die gesamte Wasseroberfläche von 340 m 2 zugrunde.
Die Mehrverdunstung ist überwiegend durch den zusätzlichen
Luftaustausch an der Wasseroberfläche bedingt, der durch die
Wasserwellen entsteht und zu einem verstärkten Austausch von
feuchter
Grenzschichtluft und wasserferner Luft führt.
Natürlich spielt auch verdunstendes Wasser auf den Umgängen
u. a. eine gewisse Rolle, der Einfluß ist jedoch von geringerer Bedeutung. Bei den meßtechnischen Untersuchungen wurde
der gesamte in der Schwimmhalle entstehende Wasserdampf erfaßt, so daß die zusätzlichen Wasserdampfquellen von den benetzten Umgängen bis hin zu Atemluftfeuchte anwesender Bade-
- 2 2 -
gäste mit in den Meßergebnissen enthalten sind. Bei einer
höheren relativen Luftfeuchte von 55 % würde der verdunstende Wassermassenstrom bei benutzter Schwimmhalle von
46,9 kg/h auf 39,1 kg/h sinken.
In Bild 25 wurden Meßwerte des Verdunstungsmassenstromes,
denen unterschiedliche Wasserdampfdruckdifferenzen zugrunde
liegen, über der Anzahl der in der Schwimmhalle anwesenden
Personen aufgetragen. Der Verdunstungsmassenstrom steigt mit
der Anzahl anwesender Personen an. Da die Anzahl der gleichzeitigen Beckenbenutzer der Anzahl anwesender Personen angenähert proportional ist, kann die Anzahl gleichzeitiger
Beckenbenutzer als wesentliche Bestimmungsgröße des verdunstenden Wasserstromes benutzter Becken betrachtet werden.
Der Verdunstungsmassenstrom nach VDI 2089, der für die
Wasserflächenwelligkeit "gering bewegt", "mäßig bewegt" oder
"stärker bewegt" ermittelt werden kann und nach einer frei
gewählten Zuordnung zu den anwesenden Hallenbadbesuchern in
Bild 25 dargestellt wurde, ist etwa doppelt so hoch wie die
gemessenen Werte aus den zugeordneten Bereichen. Das Ergebnis dieses Vergleiches gemessener und nach VDI 2089 errechneter Werte legt die Annahme nahe, die Werte der erwähnten
Richtlinie orientierten sich nicht an Erfahrungswerten. Im
Hinblick auf die ungünstigen wirtschaftlichen Folgen, welche
die Anwendung der Richtlinienwerte für das Bemessen technischer Anlagen nach sich zieht, wäre eine Überarbeitung der
Berechnungsgrundlagen dieser Richtlinie für den verdunstenden Wasserstrom dringend geboten.
4.3.2 Wasserverdunstung in den Duschräumen
In zwei Zeiträumen mit unterschiedlicher Einbindung der
Duschräume in die raumlufttechnische Anlage und unterschiedlichen Zuluftzuständen konnte der verdunstenden Wassermassenstrom in den Duschräumen ermittelt werden. Der erste Meßzeitraum lag im April 1985, als die Duschräume gemeinsam mit
den Umkleideräumen von einem raumlufttechnischen Gerät versorgt wurden. Der zweite Meßzeitraum lag im November 1985,
als die Duschräume gemeinsam mit der Schwimmhalle versorgt
23 -
wurden und Schwimmhallenluft den Duschräumen als Zuluft zugeführt wurde. Die Zustände der Zuluft unterschieden sich:
Im Mittel waren die Temperatur und Feuchte der Zuluft im
ersten Auswertungszeitraum niedriger als im zweiten.
Für jeden Zeitraum konnte zwischen dem Duschwasserverbrauch
und dem verdunstenden Wassermassenstrom ein Zusammenhang ermittelt werden. In Bild 26 wurden die gemessenen Werte eingezeichnet und die Gleichung der Regressionsgeraden angegeben. Der niedrigere Verdunstungsmassenstrom im zweiten Auswertungszeitraum wird auf den höheren Sättigungsgrad des
Zuluftvolumenstromes zurückgeführt.
4.3.3 Leistungswerte der raumlufttechnischen Anlage
Das raumlufttechnische Gerät, das die Schwimmhalle und
Duschräume entfeuchtet, belüftet und beheizt, wurde im Jahr
1985 meßtechnisch untersucht. Infolge der regelungstechnischen Ausrüstung des Gerätes ist eine Vielzahl von Betriebszuständen möglich, für die vor allem die eingestellten Sollwerte, der Transmissionswärmebedarf der zugeordneten Räume,
die Benutzung oder Nichtbenutzung dieser Räume, der anfallende Wasserdampfstrom und der Außenluftzustand maßgebend
sind. Um die Leistungswerte des Gerätes in den verschiedenen
Betriebszuständen zu ermitteln, wurden die Sollwerte der
Raumluftfeuchte und -temperatur im zweiten Halbjahr 1985
mehrfach verstellt. Aus den Meßwerten in den verschiedenen
Zeitspannen wurde die Entfeuchtungsleistung des Gerätes und
die elektrische Leistungsaufnahme des Verdichters berechnet.
In Bild 27 ist der Kondensatmassenstrom in Abhängigkeit von
der Außenlufttemperatur und verschiedenen Betriebszuständen
von Anlagebauteilen aufgetragen. Bei Nichtbenutzung der
Räume und geschlossenen Außenluftklappen (zu) wurden unabhängig von der Außenlufttemperatur stündlich 25 kg Kondensat
mit einem Verdichter und 36 kg Kondensat mit zwei Verdichtern ausgeschieden. Im Hinblick auf den verdunstenden
Wassermassenstrom von 25,5 kg/h bei nichtbenutztem Becken
und nichtbenutzen Duschräumen ist das raumlufttechnische
Gerät sehr gut ausgelegt. Bei Badebetrieb und geöffneten
- 24 Außenluftklappen wurde bei einer Außenlufttemperatur unter
10 °C ein geringerer Außenluftvolumenstrom (Klappe halb auf,
3.500 m 3 /h) zugeführt als bei einer Temperatur über 10 °C
(Klappe auf, 6.200 m 3 /h). Bei höheren Außenlufttemperaturen
wurde der Verdichter wegen des niedrigeren Wärmebedarfes der
Schwimmhalle seltener angefordert und eingeschaltet, so daß
mit steigender Außenlufttemperatur weniger Kondensat ausgeschieden wurde. Mit sinkender Außenlufttemperatur wurde die
Abluft im Plattenwärmeübertrager vor dem Eintritt in den
Verdampfer der Wärmepumpe auf tiefere Temperaturen abgekühlt, die sich der Taupunkttemperatur näherten. Infolgedessen konnte im Verdampfer mit sinkender Außenlufttemperatur ein größerer Kondensatmassenstrom ausgeschieden werden.
Die Leistungsaufnahme der elektrisch angetriebenen Bauelemente war konstant:
Zuluftventilator
je 3,5 kW
FO-/UM-Ventilator je 1,0 kW
Verdichter
je 9,5 kW
Um eine vergleichende Bewertung verschiedener Anlagensysteme
durchführen zu können, ist die erforderliche elektrische
Arbeit zur Kondensation von einem kg Wasserdampf eine wichtige Kenngröße. In Bild 28 wurde der Quotient aus der elektrischen Antriebsenergie für die Verdichter und den kondensierten Wasserdampf über der Außenlufttemperatur aufgetragen. Zur Kondensation von einem kg Wasserdampf bei geschlossenen Außenklappen war eine elektrische Antriebsenergie von
0,36 kWh bei einem laufenden Verdichter und von 0,52 kWh bei
zwei laufenden Verdichtern erforderlich. Bei halb oder ganz
geöffneten Außenklappen (benutzte Schwimmhalle und Duschräume) veränderte sich dieser Wert mit der Außenlufttemperatur. Für ein Betriebsjahr ergaben sich für die benutzte und
nicht benutzte Schwimmhalle folgende Mittelwerte:
0,38 kWh/kg
bei nichtbenutzter Schwimmhalle und
geschlossenen Außenluftklappen
0,33 kWh/kg
bei benutzter Schwimmhalle und halb oder
ganz geöffneten Außenluftklappen
- 25 -
4.3.4 Wärmeverbrauch der Schwimmhalle und der Duschräume
In Bild 29 sind die Monatswerte des Wärmeverbrauches für die
Schwimmhalle und die Duschräume aufgetragen, die sich als
Summe der monatlichen Werte für den Lüftungs- und Transmissionswärmeverbrauch für das Jahr 1985 ergaben. Diese Wärme
wurde über das raumlufttechnische Gerät an den Außen- und
Zuluftstrom für die Schwimmhalle und die Duschräume abgegeben. Sie setzte sich aus dem Rückgewinn von Verdunstungswärme und fühlbarer Wärme, dem Wärmeäquivalent der elektrischen Energie zum Antrieb der Ventilatoren und Verdichter
sowie der Wärmeabgabe der Lufterhitzer zusammen.
Von der verbrauchten Wärme von 420 MWh im Jahr 1985 wurden
73 MWh als elektrische Energie für den Antrieb der Ventilatoren und 67 MWh für den Antrieb der Verdichter bezogen. Die
Lufterhitzer, die Wärme aus dem Heizungskreislauf entnehmen,
führten der Zuluft 67 MWh Wärme zu. Während des Auswertungszeitraumes wurden etwa 65 % des in der Schwimmhalle und in
den Duschräumen verdunstenden Wassers kondensiert. Durch die
Kondensation des Wasserdampfes konnten 123 MWh und durch das
Entwärmen der Fortluft 92 MWh Wärme zurückgewonnen werden.
Einschließlich des Wärmeäquivalents der elektrischen Antriebsenergie für Ventilatoren und Verdichter, die überwiegend den Räumen zugute kommt, deckte das raumlufttechnische
Gerät etwa 85 % des Lüftungs- und Transmissionswärmeverbrauches der Schwimmhalle und der Duschräume. Allein durch den
Wärmerückgewinn von 215 MWh je Jahr wurden 51 % des Lüftungs- und Transmissionswärmeverbrauches der betrachteten
Räume gedeckt.
Bei einer konventionellen Belüftung und Entfeuchtung hätte
der Wärmeverbrauch 410 MWh je Jahr und der elektrische Energieverbrauch 60 MWh je Jahr betragen. Gemessen an diesen
errechneten Vergleichswerten beträgt die Wärmeersparnis
343 MWh je Jahr, und durch den Wärmerückgewinn tritt ein
Mehrverbrauch an elektrischer Energie von 80 MWh je Jahr
ein. Dieser zusätzliche elektrische Energieverbrauch ist
überwiegend durch die Wärmepumpe bedingt, mit der der
Wasserdampf kondensiert wird. Dieser Prozeß der Umwandlung
- 2 6 -
latenter in fühlbare Wärme kann mit regenerativen oder rekuperativen Wärmeübertragern nicht durchgeführt werden.
Von Mai bis September 1985 wurde keine zusätzliche Wärme aus
dem Heizungskreislauf benötigt (Bild 29). In den Sommermonaten mit einem geringen Wärmebedarf war überwiegend der Kompressor der Achse 2 eingeschaltet. In den Monaten mit niedrigen Außenlufttemperaturen wurde mit sinkender Außenlufttemperatur der Kompressor der Achse 1 häufiger eingeschaltet. Gleichzeitig wurde mehr Wärme aus dem Heizungskreislauf
entnommen. Wegen anderer Randbedingungen und veränderter
Sollwerte der Regler bei der Großreinigung im Oktober und
den Sonderversuchen im Februar und November wich der gemessene Energieverbrauch von dem zu erwartenden Energieverbrauch bei einem kontinuierlichen Betrieb der Anlage ab.
4.4
Heiz- und Duschwassererwärmung
4.4.1 Leistungswerte der Wärmepumpe
Nach der Oberarbeitung im Herbst 1985 konnte die Wärmepumpe
durch Ausschalten der einzelnen Verdichter in drei
Leistungsstufen betrieben werden. Aus den im November und
Dezember 1985 erfaßten Meßwerten wurde das Leistungsdiagramm
der Wärmepumpe ermittelt (Bild 30). Die Leistungswerte stimmen recht gut mit den Nenndaten von Wärmepumpen vergleichbarer Größenordnung überein.
In Bild 31 wurde die Leistungszahl über der Temperaturdifferenz zwischen dem Heizwasservorlauf und dem Soleeintritt
aufgetragen. Zum Vergleich wurden die vom Hersteller angegebenen Nenndaten sowie die Meßergebnisse der Wärmepumpe vor
der überarbeitung /2/ eingezeichnet. Die Leistungszahl konnte nach der überarbeitung wesentlich verbessert werden, und
die angegebenen Nenndaten wurden in jeder Leistungsstufe
erreicht.
In Bild 32 wurde die mittlere tägliche Arbeitszahl der
Wärmepumpe über der mittleren täglichen Außenlufttemperatur
aufgetragen.
Im Bereich niedriger Außenlufttemperaturen
27
konnte die Arbeitszahl wesentlich verbessert werden. Dagegen
wurde bei höheren Außenlufttemperaturen keine Verbesserung
err-:,cht. Es wurde festgestellt, daß das Wasser des
Heizungskreislaufes unabhängig von der Außenlufttemperatur
auf etwa 53 °C erwärmt wurde. Diese Regelung zur Ansteuerung
der Leistungsstufen der Wärmepumpe war im Winter 1984/85
verändert worden und konnte bislang wegen des Ausfalles der
Wärmepumpe nicht überprüft werden. Es ist zu erwarten, daß
die Arbeitszahl nach einer Überprüfung der Regelung auch im
Bereich höherer Außenlufttemperaturen verbessert werden kann
und ein Jahresmittelwert der Arbeitszahl von drei für den
weiteren Betrieb erreicht wird.
4.4.2 Leistungswerte der Absorberflächen
Die meßtechnische Untersuchung des Energiedaches zeigte für
Zeitspannen ohne globale Einstrahlung, daß dessen Wärmedurchgangskoeffizient
bei einer Windgeschwindigkeit von
1 m/s etwa 10 W/m 2 K und bei einer Windgeschwindigkeit von
5 m/s etwa 17 W/m 2 K beträgt. Die Bilder 33 und 34 geben
einzelne Meßergebnisse wieder. Der Wärmedurchgangskoeffizient des Energiedaches wird für Zeitspannen mit globaler
Bestrahlung durch den Quotienten aus entzogener Wärme und
globaler Bestrahlung ersetzt und für die Anwendung über der
Differenz "Mittlere Soletemperatur minus Lufttemperatur"
aufgetragen. Die grafische Darstellung Meßergebnisse in
Bild 35 gilt für globale Bestrahlungsstärken über 100 W/m2.
Beim Energiestapel wird der Wärmedurchgangskoeffizient weitgehend durch die Windgeschwindigkeit und die zeitweise auftretenden Kondensation von Wasserdampf bestimmt. Hier wurde
bei einer Windgeschwindigkeit von 1 m/s ein Wärmedurchgangskoeffizient von 7 W/m 2 K und bei einer Windgeschwindigkeit
von 5 m/s ein Wert von 17 W/m 2 K ermittelt. Diese Meßergebnisse können nach den vorliegenden Erfahrungen, ebenso wie
die entsprechenden Werte des Energiedaches, der Planung
weiterer gleichartiger Absorberanlagen zugrunde gelegt
werden.
- 28 -
4.4.3 Energiebilanz
Die aus Abwasser und Abluft Wärme rückgewinnenden Geräte
sind so bemessen, daß sie einen erheblichen Teil des Wärme-
bedarfes decken. Die fehlende Wärme wird bei Bedarf von dem
jeweiligen Verbraucher dem Heizungskreislauf entnommen.
In Bild 36 ist die Wärmeentnahme der Verbraucher aus dem
Heizungskreislauf zur Deckung des verbleibenden Wärmebedarfes für jeden Monat des Jahres 1985 aufgetragen. Insgesamt
wurden 232,2 MWh Wärme (100 %) aus dem Heizungskreislauf
entnommen. Zur Raumbeheizung wurden 142,3 MWh (61 %), zur
Beckenwassererwärmung 58,6 MWh (25 %) und zur Duschwassernacherwärmung 31,3 MWh (14 %) eingesetzt.
Im Bereich der Raumbeheizung war der Lufterhitzer der
Schwimmhalle mit 67,2 MWh (29 %) der größte Verbraucher. Die
Lufterhitzer der Nebenräume verbrauchten 27,6 (12 %), die
Heizkörper in den Nebenräumen 34,2 MWh (14 %) und die Wärmebänke in der Schwimmhalle 13,5 MWh (6 %). Mit Ausnahme der
Wärmebänke, die im Mittel einen monatlichen Verbrauch von
1,1 MWh aufwiesen, war die Wärmeentnahme der Verbraucher zur
Raumbeheizung jahreszeitlichen Schwankungen unterworfen. Die
höchste monatliche Wärmeentnahme eines einzelnen Verbrauchers aus dem Heizungskreislauf wurde im Januar - mit
-3,5 °C kältester Monat des Jahres - bei dem Lufterhitzer
der Schwimmhalle mit 18,8 MWh (8 %) gemessen.
Während der meßtechnischen Untersuchungen konnte der Energieverbrauch im Bereich der Raumbeheizung durch gezielte
Maßnahmen ständig gesenkt werden. Zu diesen Maßnahmen gehörte das Abstimmen der eingebauten Regler der wärmeerzeugenden
Geräte und der Heizungskreisläufe. So konnten mit einer Ausnahme alle Heizkörper in den Umkleideräumen ohne Komforteinbuße ausgeschaltet werden, da die Leistung des eingebauten
Gerätes zur Wärmerückgewinnung aus Abluft zur Beheizung des
Raumes ausreichte. Eine nennenswerte Verringerung des Energieverbrauches zur Raumbeheizung durch weitere Maßnahmen ist
nicht zu erwarten.
- 29 Die zweithöchste monatliche Wärmeentnahme eines einzelnen
Verbrauchers aus dem Heizungskreislauf wurde im Oktober bei
dem Wärmeaustauscher des großen Beckens gemessen. Es wurden
16,8 MWh (7 %) Wärme zur Aufheizung des kalten Frischwassers
nach der Beckenbefüllung während der Großreinigung entnommen. Weiterhin wurde in den Monaten Januar und November ein
vergleichsweise hoher Verbrauch registriert. Wegen Umbauar-
beiten an dem Abwasser-Wärmerückgewinnungsgerät und im
Beckenwasserkreislauf wurde in diesen Monaten das besucherzahlabhängig zuzuführende Frischwasser nicht mit dem Wärmerückgewinnungsgerät, sondern mit Wärme aus dem Heizungskreislauf erwärmt.
In Bild 37 ist der monatliche Einsatz von Strom und Fremdwärme sowie der Gewinn an Umweltenergie zur Deckung des
verbleibenden Heiz- und Duschwasserwärmebedarfes aufgetragen. Von der insgesamt eingesetzten und gewonnenen Energie
von 260,8 MWh (100 %) wurden 50,2 MWh (19 %) zum Antrieb der
Verdichter der Wärmepumpe und 18,0 MWh (7 %) zum Antrieb der
Umwälzpumpen und Hilfseinrichtungen verbraucht, 66,1 MWh
(26 %) aus der Umwelt gewonnen und 126,5 MWh (48 %) Wärme
von dem gasbeheizten Kessel der benachbarten Schule bezogen.
Bei der Bewertung der Meßergebnisse ist zu berücksichtigen,
daß vor dem Ausfall der Wärmepumpe im März nur einer der
beiden Verdichter betrieben und die Wärmepumpe erst nach der
Überarbeitung Mitte Oktober wieder eingeschaltet werden
konnte. Unter der Annahme, daß die überarbeitete Wärmepumpe
während des gesamten betrachteten Zeiraumes betreibbar gewesen wäre, hätte der Anteil der Fremdbeheizung an der Wärmeerzeugung auf etwa 40 MWh (15 %) reduziert werden können.
Zum Antrieb der Wärmepumpe und Umwälzpumpen sowie für die
Hilfseinrichtungen wären 82 MWh (32 %) elektrische Energie
verbraucht worden.
4.5 Endenergieverbrauch
Das Hallenbad Schwalmtal verbrauchte im Jahr 1985 543 MWh
elektrische Energie und 127 MWh Wärme von dem Heizkessel der
benachbarten Schule. Bezogen auf die Beckenoberfläche von
ergeben sich ein spezifischer elektrischer Energie270 m 2
und ein spezifischer Wärmeververbrauch von 2.011 MWh/m 2
brauch von 467 kWh/m2.
- 30 Bild 38 zeigt die Aufteilung des monatlichen Endenergieverbrauchs auf die wesentlichen Verbraucherbereiche. Diese
lassen sich in zwei Gruppen aufteilen: eine Gruppe, die die
Fr 'heizung, den Kompressor der Wärmepumpe und die Umwälzpumpen und Regeleinrichtungen der Wärmepumpe umfaßt und
deren Verbrauch jahreszeitlichen Schwankungen unterworfen
ist; eine zweite Gruppe, die alle übrigen Stromverbraucher
umfaßt und deren Verbrauch nahezu unverändert ist.
Der Anteil des elektrischen Energieverbrauchs am Endenergieverbrauch betrug 81 %. Für die folgende Betrachtung wurde
der elektrische Endenergieverbrauch von 543 MWh als Bezugsgröße (100 %) gewählt.
Die drei Umwälzpumpen des Beckenwasserkreislaufs haben eine
elektrische Anschlußleistung von 16,5 kW und verbrauchten
139,0 MWh Strom (25,6 %). Während der vierzehntägigen Großreinigung im Oktober wurden die Becken entleert und die
Umwälzpumpen ausgeschaltet. Insgesamt wurden zur Beckenwasseraufbereitung 163,0 MWh Strom (30 %) eingesetzt. Dieser
Verbrauch ist auch in einem anderen Hallenbad mit gleicher
Nennwasserfläche, dessen Wasseraufbereitungsanlage gemäß den
geltenden Richtlinien geplant wurde, zu erwarten.
Der Stromverbrauch für Licht, Kleingeräte und die Umwälzpumpen der Heizwärmeverbraucher, die nicht der Wärmepumpe und
den wärmerückgewinnenden Geräten zugerechnet werden, betrug
97,0 MWh (17,9 %). Auch dieser Verbrauch kann auf ein
anderes Hallenbad vergleichbarer Größenordnung und mit
gleicher Geräteausstattung übertragen werden.
Das raumlufttechnische Gerät zur Entfeuchtung der Schwimmhalle und Duschräume verbrauchte 140,3 MWh Strom (25,8 %),
von denen 73,3 MWh zum Antrieb der Ventilatoren und 67,0 MWh
zum Antrieb der Kompressoren eingesetzt wurden. Der Stromverbrauch
der Ventilatoren der übrigen Lüftungsgeräte
- einschließlich der Duschräume von Januar bis Juli - betrug
11,5 MWh (2,1 %). In einem anderen Hallenbad gleicher
Größenordnung, das mit konventionellen Lüftungsgeräten ausgerüstet ist, ist mit einem Stromverbrauch für die Ventilatoren aller Lüftungsgeräte von 84,8 MWh im Jahr zu rechnen.
- 31
Das Gerät zum Wärmerückgewinn aus Abwasser verbrauchte
11,5 MWh Strom (2,1 %). Im Jahr 1985 konnte das Gerät in
drei Monaten (Januar, November, Dezember) wegen Neubauarbeiten nicht alles zum Wärmerückgewinn vorgesehene Abwasser
nutzen. Es ist zu erwarten, daß der Stromverbrauch geringfügig ansteigen wird, aber weniger Wärme aus dem Heizungskreislauf entnommen wird.
Die
Umwälzpumpen und Regeleinrichtungen der Wärmepumpe
wiesen einen Verbrauch von 18,0 MWh Strom (3,3 %) auf. Der
Kompressor der Wärmepumpe verbrauchte 50,2 MWh Strom
(9,2 %). Zukünftig ist ein Anstieg des Stromverbrauches für
den Kompressor zu erwarten, der jedoch zu einer erheblichen
Einsparung an Wärme von der Fremdheizung führen wird.
In Bild 39 wurde der Endenergieverbrauch der KSH Schwalmtal
für das Jahr 1985, seine Aufteilung auf die wesentlichen
Versorgungsbereiche und der Wärmerückgewinn sowie Umweltwärmegewinn mit den eingebauten Geräten eingezeichnet.
Zur Erwärmung des Dusch- und Beckenfrischwassers wurden
195 MWh Wärme verbraucht. 67 % des Wärmeverbrauches konnten
durch Wärmerückgewinn aus dem Abwasser gedeckt werden.
Der Lüftungs- und Transmissionswärmeverbrauch der Schwimmhalle und Duschräume betrug etwa 420 MWh. Die raumlufttechnischen Geräte dieser Räume gewannen eine Wärmemenge von
215 MWh zurück und deckten 51 % des Wärmeverbrauches.
Für die Umkleide- und Personalräume, den Eingangsbereich
sowie das Solarium wurde ein Lüftungs- und Transmissionswärmeverbrauch von 190 MWh ermittelt. Drei Anlagen zum
Wärmerückgewinn aus Fortluft übertrugen eine Wärmemenge von
etwa 70 MWh auf den zugeführten Außenluftstrom und deckten
37 % des Wärmeverbrauches®
Für weitere Anlagen, denen keine Wärmerückgewinnungsgeräte
zugeordnet sind, wurde ein Strom- und Wärmeverbrauch von
380 MWh ermittelt. Elektrische Energie wurde zum Antrieb der
Umwälzpumpen des Beckenwasserkreislaufs und der Heizwärme-
- 32 -
verbraucher sowie für Licht und Kleingeräte eingesetzt.
Wärme wurde den Becken und einigen Nebenräumen zur Deckung
der Transmissionswärmeverluste zugeführt.
Mit der Wärmepumpe konnten 100 MWh Umweltwärme zur Heiz- und
Duschwassererwärmung gewonnen werden. Da die Wärmeabgabe der
Wärmepumpe nach einem Umbau im Herbst 1985 wesentlich verbessert werden konnte, kann zukünftig mit einem erheblich
höheren Umweltwärmegewinn gerechnet werden.
In dem unteren Teil des Bildes wurde zum Vergleich der Endenergieverbrauch eines modernen Hallenbades mit herkömmlicher Anlagentechnik eingezeichnet. Vergleicht man den Endenergieverbrauch des Hallenbades Schwalmtal von 670 MWh/a
mit dem entsprechenden Verbrauch eines modernen Hallenbades
gleicher Nennwasserfläche, in dem keine Wärme zurückgewonnen
und keine Umweltwärme genutzt wird, so ist folgendes zu
erkennen: Der Stromverbrauch ist im Hallenbad Schwalmtal
infolge der zusätzlich benötigten elektrischen Energie zum
Betrieb der Wärmerückgewinnungsanlage und der Anlage zum
Gewinn von Umweltwärme rund 55 % höher. Dagegen beträgt der
Wärmeverbrauch in Schwalmtal nur rund 10 % des Wärmeverbrauches des vergleichbaren Hallenbades. Schließlich ist zu
erwähnen, daß der Endenergieverbrauch des Hallenbades
Schwalmtal rund 40 % des Endenergieverbrauchs des Vergleichsbades beträgt.
Bild 40 zeigt den Endenergieverbrauch der KSH Schwalmtal
während des Auswertungszeitraums und im Vergleich mit anderen Hallenschwimmbädern. Durch Verbesserung der Regelung,
des Betriebsverhaltens und der Verfügbarkeit der eingebauten
Geräte konnte der Endenergieverbrauch trotz steigender Gradtagszahl von 771 MWh/a im Jahr 1983 auf 669 MWh/a im Jahr
1985 gesenkt werden. Aufgrund der im Jahr 1985 durchgeführten Maßnahmen ist ein Endenergieverbrauch unter 600 MWh/a zu
erwarten. Lediglich 40 MWh Wärme (7 %) werden dem Hallenbad
durch den Einsatz von Erdgas zugeführt werden, dessen Anteil
gegenüber einem modernen Hallenbad mit konventioneller Anlagentechnik auf 3 % reduziert werden kann. Zum Vergleich
wurden auch der Endenergieverbrauch eines Hallenbades einge-
- 33 -
tragen, der aus den Mittelwerten des überörtlichen Betriebsvergleiches 1984 /5/ berechnet wurde. Die berechneten Werte
weisen einen höheren Wärmeverbrauch und einen niedrigeren
Stromverbrauch für die der Auswertung zugrundeliegenden
Hallenbäder aus. Es ist zu bedenken, daß dem überörtlichen
Betriebsvergleich überwiegend ältere Hallenbäder zugrunde
liegen, deren technische Ausrüstung in der Regel nicht mehr
den derzeit gültigen Richtlinien entspricht. So ist der
höhere Wärmeverbrauch auf schlechtere Wärmedämmung und ungünstigere Regelbedingungen zurückzuführen. Ein niedrigerer
Stromverbrauch resultiert aus einer niedrigeren Anschlußleistung der Beckenumwälzpumpen und Ventilatoren der raumlufttechnischen Geräte, die auch einen geringeren umgewälzten
Wasser- und Luftvolumenstrom zur Folge haben. Gegenüber
diesen Hallenbädern konnte der Endenergieverbrauch der KSH
Schwalmtal erheblich gesenkt werden.
Schließlich weist das Bild 40 für ein optimiertes Hallenschwimmbad einen Endenergieverbrauch von 560 MWh/a aus. Eine
Verminderung des Endenergieverbrauches kann durch den Einsatz von regenerativen Wärmeübertragern mit einem Nutzungsgrad von 80 % in den Nebenräumen erreicht werden. Gegenüber
einem modernen Hallenbad mit konventioneller Anlagentechnik
beträgt der verbleibende Nahwärmeverbrauch (40 MWh/a) nur
noch 3 % des üblichen Wärmeverbrauches. Der Strommehrverbrauch von 170 MWh ist durch den Betrieb von Wärmepumpen
bedingt und führt zu einem Anstieg des Stromverbrauches
gegenüber dem Vergleichsbad um 49 %.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß mit den in Schwalmtal
eingebauten Anlagen der heute übliche hohe Erdgas- oder
Heizölverbrauch weitgehend durch rückgewonnene Wärme, Umweltwärme und das Wärmeäquivalent der elektrischen Energie
zum Betrieb der Anlagen ersetzt werden kann.
- 34 -
5.
Planung und Bewertung der Abwärme und Umweltwärme
nutzenden Anlagen
5.1
Anlage zum Wärmerückgewinn aus Abwasser
5.1.1 Bemessung der Anlagenkomponenten
Geräte zum Wärmerückgewinn aus Abwasser werden vom Hersteller
mit
verschiedenen Nennvolumenströmen (0,8 m3/h,
1,2 m 3 /h, ...) angeboten. Dem Planer stellt sich die
Aufgabe, das Gerät mit dem kleinstmöglichen Nennvolumenstrom
auszuwählen und die Speicher zur Bevorratung von Filterspülabwasser, Duschabwasser und Duschfrischwasser ausreichend
zu bemessen.
In Bild 41 wurde ein Berechnungsbeispiel aufgeführt. Zunächst wird der zeitliche Gang des Abwasservolumenstromes
für Zeitspannen von einer Stunde ermittelt. Dafür wird ein
Tag mit einer Besucherzahl ausgewählt, die etwa 90 bis 95 %
aller täglichen Besucherzahlen umfaßt. Nun wird ein typischer Verlauf der Anzahl gleichzeitig anwesender Besucher
(siehe Bild 18) ausgewählt und der Duschabwasservolumenstrom
unter Berücksichtigung des personenspezifischen Duschwasserverbrauches ermittelt und in das Bild eingetragen. Mit der
Besucherzahl und einem personenspezifischen Beckenwasseraustauschvolumen kann das Filterspülabwasservolumen berechnet werden. Der Nennvolumenstrom des Wärmerückgewinnungsgerätes wird so gewählt, daß das täglich anfallende Abwasservolumen innerhalb von 24 Stunden abgearbeitet werden
kann. Dieser Wert wird im Bild als konstanter Abwasservolumenstrom eingetragen. Mit dem Nennvolumenstrom wird die
Laufzeit des Gerätes zum besucherzahlabhängigen Beckenwasseraustausch berechnet und nach Beendigung des Badebetriebes
eingezeichnet. Nun wird das überschüssige Abwasservolumen
aus den Zeitspannen, in denen der Abwasservolumenstrom
größer ist als der Nennvolumenstrom des Wärmerückgewinnungsgerätes, aufsummiert. Diese Summe entspricht dem Volumen der
einzubauenden Duschfrischwasser- und Duschabwasserspeicher.
Das Volumen des Filterspülabwasserspeichers richtet sich
nach dem zum Filterspülen erforderlichen Wasservolumen. Es
- 35 sollte darauf geachtet werden, daß das zwischen zwei Filterspülvorgängen besucherzahlabhängig ausgetauschte Beckenwasservolumen etwa dem zum Filterspülen erforderlichen Wasservol-
entspricht oder größer ist.
5.1.2 Wirtschaftliche Betrachtung
Bei einem Abwasseranfall von 6.100 m 3 /a gibt die Wärmerückgewinnungsanlage eine Nutzwärmemenge von 149 MWh/a ab und
bezieht eine elektrische Energie von 18,6 MWh/a. Der Strompreis, der 0,185 DM/kWh (zuzügl. MWSt) beträgt, entspricht
dem durchschnittlichen Strompreis für dieses Hallenbad.
Der Einbau der Wärmerückgewinnungsanlage war in die Planung
des Hallenbades einbezogen worden. Dadurch ergaben sich
niedrige Kosten für zusätzliche Speicher und Rohrleitungen,
so daß die Investitionskosten letztlich nur 48.000 DM betrugen. In der Tabelle 10 sind die Gesamtjahreskosten dieser
Anlage aufgeführt, die gleich der Summe der jährlichen
Unterhaltungs-, Energie- und Kapitalkosten sind. Aus den
Gesamtjahreskosten von 10.020 DM/a errechnen sich Kosten der
abgegebenen Nutzwärme von 6,72 Pf/kWh. Wenn die benötigte
elektrische Leistung dieser Anlage von 4 kW in die abschaltbare Leistung einer Maximum-Überwachungsanlage einbezogen
würde, verringerten sich die Kosten der abgegebenen Nutzwärme auf 6,32 Pf/kWh. Für eine wirtschaftliche Bewertung
der Wärmerückgewinnungsanlage wären die Kosten je Einheit
der abgegebenen Nutzwärme mit den entsprechenden Kosten
konkurrierender Heizeinrichtungen zu vergleichen.
5.1.3 Zusammenfassende Bewertung
Die Anlage zum Wärmerückgewinn aus Abwasser deckt rund 67 %
des Duschwasser- und Beckenfrischwasserwärmeverbrauches über
rückgewonnene Wärme und gibt einschließlich des Wärmeäquivalents seiner elektrischen Antriebsenergie eine Nutzwärmemenge von 149 MWh je Jahr ab. Mit dieser Nutzwärmemenge
wurden rund 76 % des Wärmeverbrauches für Dusch- und Beckenfrischwassererwärmung gedeckt. Je 8 kWh abgegebener Nutzwärme wird eine kWh elektrische Energie für den Betrieb der
Wärmerückgewinnungsanlage benötigt.
- 36 -
Die periodisch und selbsttätig ablaufende Reinigung der
Wärmeübertragungsflächen führte zu einem störungsfreien
Betrieb der Anlage im abgelaufenen Betriebsjahr bei gleichbleibendem Wert des Wärmedurchgangskoeffizienten jedes
Wärmeübertragers. Der Wartungsaufwand für die Anlage ist
gering, und nach den bisherigen Erfahrungen ist von einem
störungsfreien Betrieb der Anlage über einen langen Zeitraum
auszugehen.
Die Wärmerückgewinnungsanlage führt zu Gesamtjahreskosten,
die 6,3 bis ,6,7 Pf je kWh abgegebener Nutzwdrme betragen.
Absehend vom niedrigen gegenwärtigen Heizöl- und Erdgaspreis
ist zu erwarten, daß sich der Einsatz der Wärmerückgewinnungsanlage in einer vertretbaren Zeitspanne amortisiert.
Die Amortisationszeitspanne ist natürlich mit davon abhängig, welche Heizöl-, Erdgas- und Strompreise für die nächsten Jahre geschätzt werden.
Wärmerückgewinnungsanlagen der untersuchten Bauart werden
für den Einsatz in Hallenbädern empfohlen.
5.2
Anlage zum Wärmerückgewinn aus Abluft
5.2.1 Berechnung der Entfeuchtungsleistung
Für die Ausrüstung eines Hallenbades mit einer Einrichtung
zum Entfeuchten der Schwimmhalle und der Duschräume sowie
zum Wärmerückgewinn aus Fortluft sind drei Werte des verdunstenden Wasserstromes von besonderer Bedeutung:
Der erste Wert soll für die Auslegung des raumlufttechnischen Gerätes maßgebend sein und die Wasserverdunstung der
Schwimmhalle und der Duschräume umfassen. Der Wasserverdunstung der Schwimmhalle wäre eine festlegbare Höchstzahl
gleichzeitiger Beckenbenutzer je Einheit der Beckenwasserfläche, der Reflexionsgrad der Beckenumrandung und ein
niedriger zulässiger Wasserdampfdruck der Schwimmhallenluft
zugrunde zu legen. Entsprechendes hätte für die Wasserverdunstung der Duschräume zu gelten.
- 37 Der zweite Wert der Wasserverdunstung soll für die zu erwartende mittlere Anzahl gleichzeitiger Beckenbenutzer je Einheit der Beckenwasserfläche und gleichzeitig duschender
Badegäste ermittelbar sein. Der Wasserverdunstung der
Schwimmhalle wäre bei dieser Berechnung der üblicherweise
zulässige Wasserdampfdruck der Schwimmhallenluft zugrunde zu
legen. Der mittlere Wert, den diese Berechnung ergäbe,
stellte einen wichtigen Ausgangswert für das Berechnen des
Wärmerückgewinns durch das raumlufttechnische Gerät dar.
Schließlich soll ein dritter Wert die Wasserverdunstung bei
nicht benutzten Becken und nicht benutzten Duschräumen beschreiben. Dieser Wert liegt in der Größenordnung der Hälfte
der Wasserverdunstung, die in den genutzten Räumen im Mittel
auftritt. Die Kenntnis dieses Wertes ließe eine wirksame
Beurteilung der Leistungsabstufung eines raumlufttechnischen
Gerätes zu und ermöglichte das Berechnen des Wärmerückgewinns für die genannte Zeitspanne.
5.2.2 Wirtschaftliche Betrachtung
Die Investitionskosten für den Kauf und den Einbau der raumlufttechnischen Anlage betrugen 92.000 DM. Die Gesamtjahreskosten, die durch diese Anlage in der Kleinschwimmhalle entstehen, errechnen sich zu 43.900 DM je Jahr (Tabelle 11).
Diesen Kosten stünden bei einer konventionellen Lüftungsanlage ohne Wärmerückgewinn Gesamtjahreskosten von 46.500 DM
je Jahr gegenüber. Ein Vergleich der beiden Kostenwerte
zeigt, daß die raumlufttechnische Anlage zu dem geringen
Kostenvorteil von 2.600 DM je Jahr führt. Ein zweiter
Kostenvergleich, dem die Betriebskosten zugrunde gelegt
werden, weist für die raumlufttechnische Anlage einen
Kostenvorteil von 9.000 DM je Jahr aus.
Den vorstehenden Kostenvergleichen liegt ein Heizölpreis von
0,55 DM je Liter (zzgl. MwSt.) als Ausgangswert der Wärmekosten zugrunde. Geht man für die Zeitspanne der erwarteten
Nutzungsdauer der raumlufttechnischen Anlage von zwölf
Jahren von einem mittleren Heizölpreis von 0,70 DM je Liter
(zzgl. MwSt.) aus, so ist mit einer Amortisation der raumlufttechnischen Anlagen in fünf bis sechs Jahren zu rechnen.
- 38 -
Raumlufttechnische Geräte sollten auch in vorhandene Hallenbäder vermehrt eingebaut werden. Spätestens bei einer erforderlichen Erneuerung der raumlufttechnischen Anlage sollte
ein Kostenvergleich durchgeführt werden, wie ihn die Tabelle
12 enthält. Hinsichtlich der technischen Voraussetzungen für
den wirtschaftlichen Betrieb der beschriebenen Anlage ist
die Rückführung der gesamten Abluft aus der Schwimmhalle und
den Duschräumen von ausschlaggebender Bedeutung.
5.2.3 Zusammenfassende Bewertung
Das raumlufttechnische Gerät, das der Schwimmhalle und den
Duschräumen zugeordnet ist, gewinnt durch Kondensation von
Wasserdampf und Entwärmung von Fortluft eine Wärmemenge von
215 MWh/a zurück. Die abgegebene Nutzwärme dieses Gerätes,
die das Wärmeäquivalent eines Teils der elektrischen Antriebsenergie mit enthält, betrug rund 355 MWh/a und deckte
rund 85 % des Lüftungs- und Transmissionswärmeverbrauches
dieser Räume.
Das raumlufttechnische Gerät ist ein industriell gefertigtes
Seriengerät, das seit seiner Inbetriebnahme im Dezember 1982
nahezu störungsfrei arbeitet. Die monatlichen Reinigungsarbeiten und Kontrollen, die der Hersteller empfiehlt, erfordern wenig Zeit und keine speziellen Fachkenntnisse. Sie
können vom Personal des Hallenbades durchgeführt werden.
Sehr wesentlich ist eine monatliche Überprüfung des Feuchteerfassers mit einem unabhängigen Meßgerät und ggf. dessen
Neueinstellung.
Das raumlufttechnische Gerät wurde so ausgelegt, daß die
Kondensationsleistung der niedrigsten Leistungsstufe angenähert dem verdunstenden Wasserstrom bei nicht benutzten
Becken gleich ist. In dieser Leistungsstufe kondensierte das
Gerät rund 25 kg Wasserdampf je Stunde, was angenähert dem
verdunstenden Wasserstrom der Schwimmhalle entsprach. Ein
Vergleich der kondensierten Wasserdampfströme bei gleichem
Betriebszustand der Schwimmhalle und verschiedenen absoluten
Außenluftfeuchten zeigte, daß etwa 10 % des entstehenden
Wasserdampfes in der Schwimmhalle durch Falschluftströme in
die Außenluft gelangen.
- 39 -
Bei Betrieb des Gerätes mit höherer Leistungsstufe wurden
45 kg Wasserdampf je Stunde kondensiert. Dieser Wert entspricht angenähert dem verdunstenden Wasserstrom der Becken
bei einer durchschnittlichen Anzahl gleichzeitiger Beckenbenutzer. Die Entfeuchtungsleistung des Gerätes, die sich
aus der Kondensationsleitung und dem Wasserdampfaustrag mit
dem Fortluftstrom zusammensetzt, beträgt dagegen rund 65 kg
Wasserdampf je Stunde. Sie liegt bei 90 % der Nennentfeuchtungsleistung von 72 kg je Stunde und stimmt unter Berücksichtigung der Meßunsicherheit mit dem Meßwert überein.
Nach unseren Erfahrungen führt ein raumlufttechnisches Gerät
der untersuchten Bauweise bei einer Auslegung, die dem verdunstenden Wasserstrom bei benutzten und unbenutzten Becken
eine jeweils gleiche Kondensationsleistung zuordnet, auch zu
wirtschaftliche günstigen Gesamtjahreskosten je abgegebener
Nutzwärmeeinheit.
5.3
Wärmepumpe mit Energieabsorbern
5.3,1 Wirtschaftliche Betrachtung
In Tabelle 12 sind die Herstellungskosten für die Wärmepumpenanlage mit Energiedach und Energiestapel genannt. Sie betragen 452.000 DM oder 282 DM je Einheit der Wärmeübertragungsfläche. Die hohen Investitionskosten, die der Bau der
Wärmepumpenanlage mit Energiedach und Energiestapel erforderte, waren zum einen durch die Einzelfertigung von Energiedach und Energiestapel bedingt. Zum anderen erfordert der
Gewinn von Umweltwärme erhebliche Flächen zur Wärmeübertragung.
Ein Vergleich der eingebauten Wärmepumpenanlage mit konkurrierenden Heizsystemen kommt zu dem Ergebnis, daß sich infolge der hohen Investitionskosten für die Wärmepumpenanlage
höhere Gesamtjahreskosten (Kapital-, Unterhaltungs- und
Energiekosten) ergeben. Dagegen sind die Betriebskosten
(Energie- und Unterhaltungskosten) der Wärmepumpenanlage den
entsprechenden Kosten erdgas- und ölbeheizter Heizkesselanlagen etwa gleich.
- 40 -
5.3.2 Zusammenfassende Bewertung
Die meßtechnischen Untersuchungen haben die erwarteten
Leistungswerte für Energiedach und Energiestapel bei den
verschiedensten meteorologischen Bedingungen bestätigt. Die
Wärmepumpe erreichte nach der Überarbeitung die angegebenen
Nennwerte und konnte den erwarteten Anteil des verbleibenden
Wärmebedarfes decken. Der Betreiber überwacht das Betriebsverhalten der Wärmepumpenanlage mit Hilfe einer Checkliste
und durch Ablesen der eingebauten Anzeigeinstrumente. Die
dadurch entstehenden Wartungslasten sind gering: Sie sollten
auch zu niedrigen Unterhaltungskosten in weiteren Betriebsjahren führen.
Die Untersuchungen haben gezeigt, daß der Einbau verschiedener Anlagenbestandteile - z. B. Solespeicher - nicht erforderlich ist. Allerdings lassen sich die Investitionskosten
für die verwirklichte Konzeption dadurch nur geringfügig
verringern. Dagegen erfordern Luft/Wasser-Wärmepumpen, die
mit einem vergleichbaren Energieverbrauch den gleichen Anteil des verbleibenden Wärmebedarfes decken können, wesentlich niedrigere Investitionskosten und sollten bei zukünftigen Anlagen eingesetzt werden. Die Konzeption, die sich
durch diese Ersetzung ergibt, wird bei den niedrigen gegenwärtigen Energiepreisen noch keinen wirtschaftlichen Vorteil
gegenüber den konkurrierenden Heizkesseln mit Erdgas oder
Heizöl als Energieträger ergeben. Bei höheren Erdgas- und
Heizölpreisen zählt sie dagegen zu dem Kreis der Anlagensysteme, die eine wirtschaftliche Deckung des verbleibenden
Wärmebedarfes ermöglichen.
6.
Zusammenfassung und Ausblick
Die in den Jahren 1983 bis 1985 durchgeführten meßtechnischen Untersuchungen in der KSH Schwalmtal haben gezeigt,
daß der Endenergieverbrauch eines Hallenbades durch den
Einbau von Abwärme und Umweltwärme nutzenden Anlagen auf
40 % des Verbrauches eines vergleichbaren modernen Hallenbades mit konventioneller Anlagentechnik gesenkt werden
kann. Ein modernes Hallenbad mit einer Beckenoberfläche von
- 41 -
270 m 2 , wie sie auch in der KSH Schwalmtal eingebaut wurde,
weist beim Einbau einer konventionellen Anlagentechnik einen
Endenergieverbrauch von 1.650 MWh (100 %) im Jahr auf.
Dieser teilt sich auf einen elektrischen Energieverbrauch
von 350 MWh und einen Erdgas- oder Ölverbrauch zur Erzeugung
von 1.300 MWh Wärme auf. Im Jahr 1985 wurden in der KSH
Schwalmtal 543 MWh elektrische Energie und nur 127 MWh Wärme
von einem Heizkessel verbraucht, obwohl in diesem Zeitraum
noch nicht alle ener g iesparenden Geräte voll verfügbar
waren. Zukünftig kann in Schwalmtal mit einem Endenergieverbrauch von 597 MWh (36 %) bei einem Wärmeverbrauch von
nur noch 40 MWh im Jahr gerechnet werden. Die in der KSH
Schwalmtal verwirklichte energietechnische Konzeption ließe
beim Einsatz energietechnischer Anlagen, die dem gegenwärtigen Stand der Technik entsprechen, einen Endenergieverbrauch
von 560 MWh (34 %) mit einem Wärmeverbrauch 40 MWh Wärme und
einen elektrischen Energieverbrauch von 520 MWh im Jahr erwarten. Dieser Endenergieverbrauch entspräche noch rund
einem Drittel des entsprechenden Verbrauches eines modernen
Vergleichsbades.
Der energietechnischen Konzeption liegt der Gedanke zugrunde, daß der Wärmebedarf vorrangig von Anlagen zum Rückgewinn
von Abwärme und der noch verbleibende Bedarf an Wärme durch
eine Anlage zum Gewinn von Umweltwärme gedeckt wird. Sie
orientiert sich an der Erfahrung, daß der Rückgewinn von
Abwärme zu niedrigeren Gesamtjahreskosten je abgegebener
Einheit Nutzwärme führt als der Gewinn von Umweltwärme. Die
energietechnischen Anlagen, die den Kern der energietechnischen Konzeption darstellen, bestehen im wesentlichen aus
vier verschiedenartigen Einzelanlagen.
Eine Anlage zum Wärmerückgewinn aus Abwasser entwärmt das
Dusch-, Becken- und Filterspülabwasser. Diese Anlage, zu der
auch ein Abwasser- und ein Frischwasserspeicher gehören,
gewann eine Wärmemenge von 130 MWh zurück. Sie deckte mit
diesem Wärmerückgewinn rund zwei Drittel des Wärmeverbrauches zur Dusch- und Beckenfrischwassererwärmung. Das Wärmerückgewinnungsgerät, das aus einem rekuperativen Wärmeüber-
- 42 trager, einer nachgeschalteten Wärmepumpe und einer selbsttätigen Reinigungseinrichtung besteht, konnte während der
meßtechnischen Untersuchungen wesentlich verbessert werden.
Das inzwischen industriell gefertigte kompakte Gerät gewann
durch den Einsatz von 1 kWh elektrischer Energie etwa 8 kWh
Nutzwärme zurück und erforderte einen geringen Wartungsaufwand. Die Wärmerückgewinnungsanlage führt zu Gesamtjahreskosten, die 6,3 bis 6,7 Pf je kWh abgegebener Nutzwärme betragen. Anhand eines Berechnungsbeispieles wird die Bemessung der Anlagenkomponenten erläutert.
Ein Gerät zur Entfeuchtung und Erwärmung von Luft entfeuchtet die Abluft der Schwimmhalle und der Duschräume. Außerdem
entwärmt es die Fortluft dieser Räume. Dieses Gerät kondensierte 60 bis 70 % des entstandenen Wasserdampfes in der
Schwimmhalle und den Duschräumen. Es gewann eine Wärmemenge
von 215 MWh zurück. Damit konnten 51 % des Lüftungs- und
Transmissionswärmeverbrauches dieser Räume bedeckt werden.
Dieses Gerät ist ebenfalls ein industriell gefertigtes Seriengerät, das mit allen Einrichtungen zum Transport der verschiedenen Luftströme und zur Regelung des Luftzustandes in
der Schwimmhalle und den Duschräumen ausgerüstet ist. Es
arbeitet seit seiner Inbetriebnahme im Dezember 1982 nahezu
störungsfrei und konnte mit wenig Zeitaufwand und ohne spezielle Fachkenntnisse gereinigt und kontrolliert werden. Die
zum Wärmerückgewinn und zur Entfeuchtung wesentlichen Bauteile des Gerätes sind ein Kreuzstromwärmeübertrager und
eine Wärmepumpe. Zur Berechnung der Entfeuchtungsleistung
eines raumlufttechnischen Gerätes muß der in der Schwimmhalle und in den Duschräumen verdunstende Wasserstrom bekannt sein. Diese Werte wurden in dem Hallenbad bei verschiedenen Hallen- und Raumluftzuständen gemessen und mit
den Richtlinien verglichen. Die meßtechnischen Untersuchungen zeigten, daß sich der Meßfühler der relativen Feuchte im
Lauf der Zeit verstellt und daher regelmäßig mit einem unabhängigen Meßgerät überprüft werden sollte. Im vorliegenden
Fall führte diese Verstellung zu einer niedrigeren relativen
Luftfeuchte in der Schwimmhalle und damit zu einer höheren
Wasserverdunstung. Diese Erfahrung ist mit großer Wahrscheinlichkeit auf die raumlufttechnische Anlage anderer
Hallenschwimmbäder übertragbar.
- 43 -
Drei Anlagen zum Wärmerückgewinn aus Luft entwärmen die
Fortluft der Umkleide- und Sanitärräume, der Personalräume
sowie des Solariums. Diese Anlagen übertrugen an den zuzuführenden Außenluftstrom eine Wärmemenge von rund 70 MWh.
Der Anteil dieses Wärmerückgewinns beträgt rund 37 % des
Lüftungs- und Transmissionswärmebedarfes dieser Räume.
Eine Wärmepumpenanlage mit Energiedach und Energiestapel
gewinnt Umweltwärme zur Heiz- und Duschwassererwärmung.
Wegen eines Umbaus konnte die Anlage 1985 nur 26 % des verbleibenden Wärmebedarfes durch Zugewinn von Umweltwärme
(100 MWh) decken. Zukünftig ist ein Deckungsanteil von 56 %
zu erwarten. Die Energieabsorber erreichten die genannten
Nenndaten, die den Leistungswerten gleichartiger Absorberanlagen entsprechen. Anhand der Tauwasserbildung konnte eine
gleichmäßige Durchströmung der Absorberplatten festgestellt
werden. Die Wärmepumpe arbeitet nach einer Überarbeitung
seit Mitte Oktober 1985 störungsfrei und erreicht Leistungswerte, die mit den Nenndaten von Wärmepumpen vergleichbarer
Größenordnung übereinstimmen. Eine wirtschaftliche Bewertung
der Wärmepumpenanlage zeigte, daß die Gesamtjahreskosten
einer solchen Anlage wegen der hohen Investitionskosten
höher sind als bei vergleichbaren Anlagen. Die Betriebskosten der Wärmepumpenanlage sind dagegen - trotz der gegenwärtig sehr niedrigen Preise für Erdgas und Heizöl - den
entsprechenden Kosten erdgas- oder heizölbeheizter Kesselanlage gleich.
Die beschriebene energietechnische Konzeption ersetzt den
heute üblichen hohen Erdgas- oder Heizölverbrauch von
Hallenbädern weitgehend durch rückgewonnene Wärme, Umweltwärme und das Wärmeäquivalent der elektrischen Energie zum
Betrieb der konzeptionstragenden Anlagen. Der umfassende
Wärmerückgewinn im Hallenbad und die überwiegende Deckung
des verbleibenden Wärmebedarfes mittels Umweltwärme führte
zu der erwarteten Senkung des Endenergieverbrauches auf 35
bis 40 % des üblichen Verbrauches. Für die Gemeinden hat
diese Konzeption den großen Vorteil, daß jede konzeptionstragende Anlage unabhängig von den anderen ist, eigenständig
geregelt wird und zu einem beliebigen Zeitpunkt in ein
- 44
Hallenbad eingebaut werden kann. Damit ist aber auch der
Vorteil gegeben, jede derartige Anlage - z. B. die Anlage
zum Warmerückgewinn aus Abwasser, die Anlage zum Rückgewinn
von Verdunstungs- und Fortluftwärme u.s.f. - wirtschaftlich
getrennt zu bewerten und danach Uber ihren Kauf und Einbau
zu entscheiden. Es bleibt zu hoffen, daß die Gemeinden
diesen Vorteil erkennen und die Möglichkeit einer schrittweisen Verminderung des Endenergieverbrauches nutzen.
- 45 -
Literaturverzeichnis
/1/
Leisen, K.:
Wärmerückgewinn aus Duschabwasser.
Wärmerückgewinn aus Beckenabwasser.
1. Zwischenbericht der Forschungsstelle für
Energiewirtschaft, München, über die meßtechnischen
Untersuchungen in der KSH Schwalmtal, April 1984.
/2/
Leisen, K.:
Heizungsanlage mit Wärmepumpe und Absorbern.
2. Zwischenbericht der Forschungsstelle für
Energiewirtschaft, München, über die meßtechnischen
Untersuchungen in der KSH Schwalmtal, Dezember 1984.
/3/
Leisen, K. und T. Weber:
Raumlufttechnische Anlage der Schwimmhalle.
3. Zwischenbericht der Forschungsstelle für
Energiewirtschaft, München, über die meßtechnischen
Untersuchungen in der KSH Schwalmtal, Dezember 1985.
/4/
Leisen, K.:
Raumlufttechnische Anlagen der Umkleide- und Duschräume.
4. Zwischenbericht der Forschungsstelle für
Energiewirtschaft, München, über die meßtechnischen
Untersuchungen in der KSH Schwalmtal, Dezember 1985.
/5/
Deutsche Gesellschaft für das Badewesen, Essen.
Leitfaden zum überörtlichen Betriebsvergleich für
Hallen- und Freibäder.
Wibera AG, Düsseldorf, 3. Ausgabe Mai 1985.
- 46 -
Geografisch-klimatische Kenngrößen des Standortes
Koordination
Gesamteinstrahlung
durchschnittliche
Außentemperatur
Niederschlagsmenge
50° 15' Breite, 6° 15' Länge
68,25 m über dem Meeresspiegel
1.010 kWh/m 2 im Jahr
10 °C im Jahresmittel
680 mm im Jahresmittel
Gemeinde Schwalmtal
Kreis Viersen/Niederrhein (NW)
Ortslage
Einwohner
Schulen
16.000
1 Gymnasium, 1 Realschule, 1 Hauptschule
3 Grundschulen, 1 Sonderschule
Anzahl der Klassen
ca.
130
3.300
Anzahl der Schüler
ca.
Einwohner im
Schuleinzugsgebiet
ca. 40.000
Kenngrößen des Hallenbades
4.710 m2
Grundstücksfläche
davon überbaute Fläche 1.486 m2
2.250 m2
Liegewiese
974 m2
Stellfläche
umbauter Raum
Betriebstage je Jahr
13.963 m3
310
Beckenoberfläche
davon Variobecken
Planschbecken
270 m2
250 m2
20 m2
Wasserfläche einschl.
finnische Rinne
340 m2
Erwartungswerte für die Besucherzahlen des Hallenbades
max. tägliche
550 Personen
Besucherzahl
jährliche Besucherzahl 90.000 Personen
Tabelle 1: Kenngrößen der Kleinschwimmhalle Schwalmtal, der
Gemeinde und des Standortes
- 47 -
k-Wert (W/m 2 K)
Bauteil
(Baustoff)
Fenster:
- Schwimmhalle
(3-scheibiges Isolierglas)
- sonstige Fensterflächen
(2-scheibiges Isolierglas)
2,0
2,3
an Erdreich grenzend:
- Kellerfußboden
1
- Kelleraußenwände
(6 bzw. 8 cm Hartschaumplatten)
0,29
- Schwimmbeckenboden
(6 cm Hartschaumplatten)
0,5
an Außenluft grenzend:
- Mauerwerkswände Nebentrakte
(12 cm Mineralfaser-Dämmplatten)
0,29
- Trapezblechwände und Attikaflächen
der Schwimmhalle
(14 cm Mineralfaser-Dämmplatten)
0,27
- Dach Nebentrakte
(14 cm Hartschaumplatten)
0,28
- Dach Schwimmhalle
(20 cm Schaumglas)
0,23
a: Baustoffe, Bauteildicke und Wärmedurchgangskoeffizienten der
an Außenluft und Erdreich grenzenden Bauteile
Schwimmhalle
30 °C
Umkleideräume
27 °C
Duschräume
30 °C
Nebenräume
24 °C
b: Temperaturen der Räume
Tabelle 2: KSH Schwalmtal - Bauteile und Raumtemperaturen
- 4 8 -
außerhalb d er
Schulferien
Tag
Montag
Dienstag
Besuchergruppe
Z eit
Besuchergruppe
Reinigung
10 - 14
Reinigung
12 - 15
Schulen
14 - 18
OffeDtlk.
15 - 18
Offentlk '
18 - 21
V erein
18 - 21
Verein
Zeit
8 - 12
o -
o
8-l5
15 - 21
Mittwoch
8 - 15
15 - 21
Donnerstag
7 -
8
8 - 15
Freitag
Schulen
l0-2l
OffeDt]k,
7- 20
OffeDtlk.
OffeDtlk,
OffeDtlk,
Schulen
Verein
9- 13
Offentlk.
ÖffeDtlk,
20 - 21
8 - 15
7 - 21
Schulen
Offentlk'
Samstag
Tabelle 3:
Uffentlk,
15 - 20
15 - 21
Sonntag
Schulferien
20- 21
Verein
lO - 2}
OffPnt]k.
Offe0tlk.
8-17
ÖffeDtlk.
Offentlk.
9-l3
UffeDtlk.
Schulen
Dffentlk,
DffnUngsZeiten d er KSH 5Chwalmtdl
a) Wärmepumpenrekuperator
Abwasserstrom
1,2
1,2
31
3,45
Frischwasserstrom
Nutzwärmeleistung
elektrische Leistungsaufnahme
des Verdichtermotors
elektrische Leistungsaufnahme
der Gesamtanlage
kombinierte Heizzahl
ca. 4
m 3 /h
m 3 lb
kW
kW
kW
9 0
b) Speicher
Duschabwasserspeicher
Beckenab- bzw. Spülwasserspeicher
Duschfrischwasserspeicher 5
m3
30
5
m3
m3
Tabelle 4: Nenndaten des Gerätes zum WärmerUckgewinn aus Abwasser
(Wärmepumpen-Rekuperator-Gerät der Firma Menerga,
Typ 44 12 01)
- 50 -
15.000 m3/h
Nennluftleistung
Entfeuchtungsleistung
Entfeuchtungsleistung
Entfeuchtungsleistung
1)
49 kg/h
2)
72 kg/h
3)
95 kg/h
Außen-/Fortluftrate Winter unter 0 °C
0 -
20
%
Mögliche Außen-/Fortluftrate Sommer
0 - 100
%
Zuluftventilator-Motorleistung
2 x 4,0 kW
Abluftventilator-Motorleistung
2 x 3,3/1,5 kW
Kompressoranschlußleistung
Gesamtanschlußleistung max.
Leistung des PWW-Nacherhitzers 90/70 °C
2 x 8,5 kW
32 kW
100 kW
1) .
im Umluftbetrieb (Ruhebetrieb) und einem Raumluftzustand
von 30 °C, 55 % relative Feuchte
2) .
im Teil-, Außen-/Fortluftbetrieb (mittlerer Badebetrieb) mit
einem Außen-Fortluftanteil von 17 % und einem Außenluftzustand von 5 °C, 85 % relative Feuchte; Raumluftzustand
30 °C, 55 % relative Feuchte
3)
nach VDI 2089
Tabelle 5: Nenndaten des raumlufttechnischen Gerätes zur
Belüftung, Beheizung und Entfeuchtung der
Schwimmhalle und Duschräume
(Wärmepumpen-Rekuperator-Klimagerät der Firma Menerga,
Typ 33 15 02)
-5I-
Typ: Sonderbau
elektrisch angetriebene Sole/Wasser-Wärmepumpe
Kältemittel
Heizleistung (3 Verdichter, SO W55) Antriebsleistung (3 Verdichter, SO W55) R 22
81 kW
30 kW
Leistungszahl
- Soleeintritt 2 °C
Heizwasservorlauf 45 °C
- Soleeintritt -3 °C
Heizwasservorlauf 50 °C
minimale Soletemperaturen
- Eintritt
- Austritt
Solevolumenstrom (PKL anticorron) Beizwasoectemperatoreo
- Eintritt
- Austritt
Anzahl der Verdichter
(einzeln zuschaltbar)
2 8
2 5
- 7 °C
-10 °C
17,6 m3/b
40 °C
55 "C
3
(vollhermetisch)
Tabelle 6: Technische Daten der Wärmepumpe der
K38 Schwalmtal
- 53 -
Typ: VDM
eloxierte Aluminium-Rollbond-Platten
mit integrierten Solekanälen
807 m2
Wärmeübertragerfläche
(Summe der Ober- und Unterseite)
204 Stück
Anzahl der Absorberplatten
2,3 m x 0,86 m
Plattenabmessungen
Gewicht
einer Platte
- leer
- im Betriebszustand
Soleinhalt einer Platte
Solevolumenstrom durch eine Platte
spez. Leistungsabgabe (schwache
Globalstrahlung, 5 K Differenz
zwischen der mittleren Soletemperatur
und der Außenlufttemperatur)
Leistungsabgabe des Energiedaches
8,2 kg
13,2 kg
51
ocn 1 I1
ca. 50 W/m2
ca. 44 kW
Fläche des Schwimmhallendaches
mittlere Dachhöhe über dem Gelände
Tabelle 7: Technische Daten des Energiedaches
der KSH Schwaimtal
610 m2
7,5 m
- 54 -
Typ: VDM
eloxierte Aluminium-Rollbond-Platten
mit integrierten Solekandlen
793 m2
Wärmeübertragerfläche
(Summe der Ober- und Unterseite)
192 Stuck
Anzahl der Absorberplatten
2,4 m x 0,86 m
Plattenabmessungen
Gewicht einer Platte
- leer
- im Betriebszustand
Soleinhalt einer Platte
Solevolumenstrom durch eine Platte
spez. Leistungsabgabe (5 K Differenz
zwischen der mittleren Soletemperatur
und der Außenlufttemperatur)
Leistungsabgabe des Energiestapels
Abmessungen des Energiestapels
- Länge
- Breite
- Höhe
Betriebsgewicht des Energiestapels Fläche des Treppenhausdaches Dachhöhe über Gelände
8,4 kg
9,9 kg
1,5 1
92 1/h
ca. 45 W/m 2
ca. 36 kW
4,2 m
2,4 m
3,8 m
ca. 6 t
26 m2
7,5 m
Tabelle 8: Technische Daten des Energiestapels der
KSH Schwalmtal
•
- 55 Checkliste Wärmeerzeuger
Wöchentliche Kontrollen 5)
Monat:
19 ..
Datum
Uhrzeit
Anlaß 1)
es läuft Stufe
Betr. h. Stufe 1
Betr. h. Stufe 2
Betr. h.Stufe 3
E
Druck Kondensator
Druck Verdampfer
Temperatur Hzg VL
Temperatur Hzg RL
Temperatur Sole warm
Temperatur Sole kalt
bei Sung 2)
Verbraucher ww,-F14)
Absorber
3)
—Temperatur Sole warm
Temperatur Sole kalt
Temp. Speicher oben 1
Temp. Speicher mitte
Temp. Speicher unten
ruck Dach
Druck Stapel
Temp. sicher li.un
Temp. Speicher li.ob Temp. Speicher mi.un
Temp. Speicher mi.ob
Temp. S fEher re.un Temp. peic er re.ob
4T
-Vemdfuriéin
nach Regen)
Monatliche Kontrollen (Dichtigkeitsprüfungen nicht nach
i.O.
- Schlauchverbindungen Energie-Stapel
i.O. 0
- Schlauchverbindungen Energie-Dach
i.O. D
- Entlüftungsstellen Energie-Stapel
i.O.
- Entlüftungsstellen Energie-Dach
ja
- Solekreislauf Energie-Stapel entlüftet
ja
- Solekreislauf Energie-Stapel gefüllt
U
ja U
- Solekreislauf Energie-Dach entlüftet
ja
- Solekreislauf Energie-Dach gefüllt
1)
2)
3)
4)
5)
K = Kontrollgang, S = Störung
Taster; HD, ND
S = Stapel, D = Dach
nein, WW = Warmwasser, Hzg = Heizung
nähere Erläuterungen auf die Rückseite
Tabelle 9 :Formblatt zur Betriebskontrolle der Heizwärmeerzeugeranlage
n.i.0 5)
o
O n.i.0
o
n.i.0
• n.i.0
O nein
O nein
nein
O nein
Nr .
Betrachtete Kostenart
1
Unterhaltungskosten
3,0 %/a des Gerätepreises
Kosten der elektrischen
Energie
18.600 kWh/a x 0,185 DM/kWh
Kapitalkosten
Wärmerückgewinnungsgerät
(32.000 DM)
(12 a; 6,5 % Zins,
Annuität 12,26 %/a)
2
3
Rohrleitungen und Speicher
(16.000 DM)
(15 a; 6,5 % Zins;
Annuität 10,64 %/a)
4
*
Gesamtjahreskosten
Jährliche Kosten *
DM/a
960
3.440
3.920
1.700
10.020
Die Kosten enthalten keine MwSt.
Tabelle 10: Kleinschwimmhalle Schwalmtal
Gesamtjahreskosten der Anlage zum
Wärmerückgewinn aus Abwasser
Nr.
Betrachtete Kostenart
1
Unterhaltungskosten
2
Kosten elektrischer Energie
*1
60,000 kWh/a x 0,200 DM/kWh
140,000 kWh/a x 0,185 DM/kNh *2
3
Raumlufttechnische Anlage
mit WärmerUckgewinn
DM/a
DM/a
900
2.000
12.000
25^9O0
Wärmekosteu
410 MWh/a x 70 DM/MWh
67 MWh/a x 70 DM/MWh
4
Konventionelle Liftoogoaolage
ohne WärmerUckgewinn
28.700
Kapitalkosten
-I
40.000 DM x 0,123
a
'
-I
92.000 DM x 0,123 a
*3
4,900
11.300
5
Betriebskosten
41.600
32.600
6
Gesamtjahreskosten
46.500
43,900
*1
Benutzungsdauer ca. 4.000 h/a
*2
Benutzungsdauer ca. 5.200 h/a
*3
12 Jahre Nutzungsdauer;
6,5 % Zins; Annuität 12,3 %/a
Tabelle 11: Kleinschwimmhalle Schwalmtal
Die Gesamtjahreskosten einer konventionellen l jjftoogsaoIage ohne WärmerUckgewinn
58 -
Nr.
Betrachtete Teilanlage
Gesamtpreis
DM
Energiedach einschl. Montage
und Verteilrohrleitung (807 m2)
Energiestapel einschl. Montage
(793 m2)
7
73.000
Preis je Einheit der
Wärmeübertragungsf läche
91
89
70.000
88
Verrohrung zwischen Energiedach
und -stapel und Wärmepumpe
123.000
77
Befüll- und Entleerungsstation
einschl. Frostschutzmittel
34.000
21
Wärmepumpe einschl. Regelung
und Montage
95.000
59
Verrohrung zwischen Wärmepumpe
und Verbrauchern
57.000
36
452.000
282
Summe bzw. Durchschnitt
Tabelle 12: Kleinschwimmhalle Schwalmtal
Herstellungskosten für die Wärmepumpenanlage
mit Energiedach und Energiestapel
1
ü
umbauter Raum
m2
1]953[n3
Aeckenwasser [äd\e 270 m2
davon Variobecken
Kinderbecken
250 m2
20 m7
\ ^^y
^^^^
^t^W^^^^U^^^[^^^L
~^ ^U^^DMUFY|J
^ ~^
^~^
L|y^^^L|/D^
P • ANLEGENDE
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
überdachter
Vorplatz
Windfang
Eingangshalle
Autom.
Kassenanlage
Aufsicht
Toiletten
Personaltrakt
Stiefelgang
Wechselzellen
Sammelumkleiden
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Barfußgang
Behindertenumk\eide
Duschraum
Toiletten
Putzraum
Geräteraum
Wickelraum,
Mutter- und
WC
Kihdberei[h
Planschbecken
Schwimmhalle
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Variobecken
Ausgang zur Liegewiese
Durchschreitebecken
Flur
Treppenhaus
Sanit8tsraum
Toilette
Ch>orraum
Büro- u. Meßraum
Solarium
P.R.-Raum im Untergeschoß
tl.0:ur.k.1^^..^:`^L^"^.i:'.^'+?i:!^]i^^kt':^^^
^, ^... .
.,. ._, , .._ .- '^, -^`^:^^ ':^-:
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F+'
k^.
MEE
KSH Sch walm
Eingang zum Halle
Energiestapel auf
H# id
2
IMMINIMEBEINMES
©RWE
-7JINT16111A_
KS- Schwalmtal
Bild 3
Rückseitige Ansicht des Hallenschwimmbades
mit Liegewiese
nmc,Ju?,11017.*ggwrims-444
LA
.,--;,.ui:
,
Anwendungstechnik
M3.4:^L''äA',?6^,'Wä:,^'S?xi3r..'?or^^:,^X6R4;F,3i:^'^^.^^^^_^_^'s:^t^^
KS- Schwalmtal
Innenansicht der Schwimmhalle
mit Blick auf das Variobecken
s
Dia-Vo
©RWE
.R.WEL
KS- Schwa 1 mt, a I
Innenansicht der Schwimmhalle
mit Blick auf das PlanschbeckeL
DicrIfoi 'age
Bild 5
Anwenciungstechnik
,
.Igt-VOMMWVAII.Affal=0:2@itr
44F 4.
NI+
Duschwasser
speicher
Nach-
Misch-
heizung
Duschen
Schwimm
becken
veld
Grobfilter
Beckenfnschwasser
1
Becken- und
Fdterspülabwasserspeicher
Duschabwasserspeicher
Schwallwasserbehälter
WRG
Duschfrischwasserspeicher
/WO 17- :=0c
Vorhtter
Beckenabwasser
.
Frischwasser
Duschwasser
Abwasser
Beckenwasser
— • — — Abwasser
©RWE
KSH Schwalmtal
Schema der Anlage zur Wärmerückgewinnung
aus Dusch- Becken- und Filterspülwasser
Bild 6
Anwendungstechnik
warmes
Abwasser
Knndensatnr
warmes
Frischwasser
Verdichter
Durchflu(3mengenregulierung
kaltes
Frisch wasser
Reinigungskörper
Verdampfe
Wed des Wassers
entwdrmtes
©RWE
Abwasser
KSH Schwaimtai
Schema und Temperaturen eines
Abwasser-WRG-Geräts der Firma Menerga
Bild 7
Anwendungstechnik
•
<SH
al
Rnsicht des Gerätes zur Niärmerückaewinnuna
v
d
Jusch-, Becken- und F i i terspü 1 abwasse r
.^ ,,_.
^^.
Dia-Vorlage
Bild 8
Anwendundstechni
1 Zuluftstutzen
7Mlieza
Dusch-t
raum
Schwimmhalle
2 Zuluftventilator
3 [-Motor
4 PWW Lufterhitzer
5 Drei-Wege-Ventil
6 Luftkondensator
7 Luftfilter
8 Kältekompressor
OPI
9 Kondensatablauf
10 Platten-Wärmetauscher
11
11 Abluftstutzen
/
WON
164-:
1 9 ';
V41
ialousienktappe
•
18;- -4 /17,
L.-J V ":1
/
r'
7
L.
14-16 AU-FO-UM-
,
17 VI. I,
Ar7,--.3
; /
13 Fortluftstutzen
15 Ckl -14
?P.
3
12 Außenluftstutzen
11111111111
3 V'
1
r--.1 8
;
17 Direktverdampfer
18 Tropfenabscheider
19 Fortiuftventitator
••••:•:•:•:•:;:•:•:•:•:•:•:•:::•:•:::::::::::::•';:•:•:•:::::•:•:•:•:::::•:•:•:::•:•:•:•:•:•:•:•:•:.2-:•:•:-:•:•:•:-:•:•:•:•:•:•:•:•:•:-:•:•:-:•:•:•:•:•:•:•:•:•:-:•:•:••:•:•: •
20 E-Motor
©RWE
KSH Schwalmtal
Schema der Raumlufttechnischen Anlage zur Entfeuchtung
und Beheizung der Schwimmhalle und Duschräume
Bild
9
Anwendungstechnik
A. Entfeuchtung im Ruhebetrieb
B. Entfeuchtung im Badebetrieb
D. Heizbetrieb
C. Entfeuchtung im Sommer
RWE
KSH Schwaimtal
Betriebszustände d. Raumlufttechnischen Anlage zur Entfeuchtung und Beheizung der Schwimmhalle u. Duschräume
©RWE
Bild 10
Anwendungstechnik
voilligARIPSIONOVISISTWaNX,W
Duschwassererwirmungssystem
':u.57,4tAA.114-igAF,F
Heizwärmeyerteitungssystem
0
Lüftung Schwimmhalle
Lüftung Nebenräume
kleines Becken
4,5 ml
Buschabwasser
speicher
iwRGI
4,Smr
WR6BuschNasserspeicher
•••n•n•
2.5m3
T
FH-Duschwasserspeicher
WI?
großes Becken
statische Heizung
2
Deckenheizung
Energie-Dach
Energie-Stapel
'
Fremdneizung
„,„ -----5m Hei2-
wasser
spe,3er
1,5m,
Solespeicher
HP5 3
3
n11
UPS1
5 m ,5 m,
Heiz-
Heizwasser-
i, wasserspeicher
speicher'
2
1
18
Wärmeerzeugungssystem
KSH Schwatmtal
Schema des Heizungs- u. Duschwasser-Kreislaufs
RWE
mit Reglern
©RWE
;11. ,y,:.1faEtitrAP.,%Na4A804:Aaeeji-516A1!X510r
RWE
.01712Vra-felITGI.A.
<SF Sc nuia 1 mt al
Wärmepumpe mit 3 vollhermetischen
Verdichtern und Schaltschrank
AcgiSAMEfitilaigavwon:wIMIIIM111n1nMtnevaltels.r.
Di z 'Jo lag
RWE
KSH Schwalmtal
Schneebedeckte Rbsorberplatten und Soleverteilungsleitungen
auf dent Dach des Hallenschwimmbades
Dia-Vo
Bild
14
Anwenclungstechruk
KSH Schwalmtat
Energie-Stapel aus 8 Blöcken mit je 24 Absorberplatten auf dem Dach des Treppenhauses
,:igivactaitearmiztgfanSMARii011 NIZINMENOMEMERalaMMErie, eits4mmEmy
4R144,̀:i:
Absorberanlage
Füll-/Entleerungsanschlu0
V Probenentnahme
Wasseranschluf3
Zentrale
Entlüftung
Schauglas
3etpumpe
ON 25
Transpar.
Schlauch
Transparenter
Schlauch
Glykotfaß 200
.i.IVKAirWA'131-', 14 5%gf6A1Mer
Sotebehälter 20001
(Kunststoff - Heizöltank)
gOffdea, ,3/101{#,MtiAMMY.ReN4,1,341.6-5--Z7,,MM243aN,7740.•
KSH Schwalmtal
Sole-Misch-, Befütt-, Entlüftungs- und
Entleerungsstation fur große Absorberantagen
Bild 16
L
_c
LO
a)
C
L
a)
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6) CS)
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68
60
P
P
232 P
Montag:
255 P
Dienstag:
58
58
Ö - Öffentlichkeit
n Schulen
S
48
V
48
n Veretn
38
28 —
10 —
^
I I I t
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6
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I
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I
I
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18
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außerhalb der Schulferien
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68
P
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Donnerstag:
P
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270 P
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58
4
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P
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58
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18
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1 2
16
24
8
248 P
Swat pt
6
V
ß
t
t
t
I
1
12
1
1
1^
1
1
1
t
24
18
Uhrzeit
RWE
wrixamomi
KSH Schwa l mt a l
Typische Verläufe der Anzahl gleichzeitig
anwesender Badegäste je Stunde
Bild 1H
e
7,t5 ägAME
MEM I•
mturawkirtisfattotterliy,i.z;,-
I
I
I
1
I
I
I
I
I
I
I
JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ
RWE
±wrontesomenstanev-r egmogang:4741.-p.KSH Schwalmtal
Vergleich des langjährigen Mittels (1950-1984)
mit dem Tagesmittel der Außentemperatur
AtaM116Al
lia
',Ai. 1
1.1k'.,V; n - ,
';'-':!;77;r1j5
Bild 19
14
•
•
12
r•
•
•.
•
•
•
•
m
uE
10
•
•
•
n
••
•
•
•
••
NEE
mom
•
•
•
•
•
mittlerer Duschwasserverbrauch
8ffentllcher Besucher
100
200
300
400
500
600
Besucher CP/d1
©RE
RWE
KSH Schwalmtal
Täglicher Duschwasserverbrauch
im ersten Halbjahr 1985
, r:^ - r .
•
Bi l d 20
fiNieNattre9TECHN IK
k;:rAMAPVINt?::? ,t,'
kWh/0,25 h
12 WRG-Leistung
10 —
elektr. Le stung
12
6
20
24
Uhrzeit
©RWE
KSH Schwairntal
Gang des Wärmerlickgewinns aus Abwasser
Bild 21
Anwendungstechnikk
12
11
10
9
*
n
8
0
*
*
I
7
6'4
6
5
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/
3
t
i
1
2
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Temperaturdifferenz (Rbwas —Fr i schwas) [K]
,n,',0,-:Lii,11-,7,1f6:ti.-1,1.5.i.fi*--....-1M,e4'..2'..;-',2i44,-..6Wi-471.'IP,5i •-.--6t.=.i=,:',-.n':-:'.. ,,:i?,',.
RWE
-naftriSC'99ntiF.'tt%
KSH Schwalm: al
kombinierte Heizzahl der Anlage zum
Narmerückgewinn aus Abwasser
I
".- -
RNE
: -S.",
Bi id 22
RNIAIENDLINGSTECHNIK
Frischwasser: *1 öffentliches
Wasserversorgungsnetz
X
*2 Reinigungsarbeiten,
Sanitärbereich, Freibereich
19
*2
2860
6
*3 Schwallwasserbehälter
*4 WRG-Gerät
*5 teilweise erwärmtes
Beckenzusatzwasser
1760
*5
*6 Beckenwasser-Kreislauf
*7 Duschwasser-Kreislauf
Abwasser: ----------*1 Duschabwasser
*2 Filterspülabwasser
*3 entwärmtes Abwasser
*4 Schlepp-, Leck- und
Verdunstungsverluste,
ungenutzt abfließendes
Abwasser:
2430
*2
1100
L:31
N
3525
*4
2960
*3
- überlaufstutzen Schwa wasserbehälter
- Überlaufrinne bei
Reinigungsarbeiten
7055
*1
53986 Badegäste
Angaben in m3
RWE
KSH Schwalmtal
Bilanz des Wasserverbrauchs im Zeitraum
März bis September 1985
RWE
Bi Id 23
Anwendungstechnik
34.243
*12
5.5 318D
.0
.0
49.872
*1
Wärmerückgewinn
*2
elektrischer Energieverbrauch
WRG-Gerät
*3
Nutzwärmeabgabe WRG-Gerät
*4
Nutzwärmeabgabe WRG-Gerät
Duschwassererwärmung
*5
Nutzwärmeabgabe WRG-Gerät
Beckenwassererwärmung
*6
Nutzwärmeentnahme aus dem
Heizungskreislauf
*7
Nutzwärmeentnahme aus dem
Heizungskreislauf Duschwassererwärmung
*8
Nutzwärmeentnahme aus dem
Heizungskreislauf Beckenwassererwärmung
*9
Nutzwärmeentnahme aus dem
Heizungskreislauf Beckenwassererwärmung
•11
25.478
.5
12.224
.7
37.648
"4
kleiner WT
8 765
*8
63.127
*3
32.859
*13
22.238
*14
*10 Nutzwärmeentnahme aus dem
Heizungskreislauf Beckenwassererwärmung
großer WT
*11 Duschwasserwärmeverbrauch
20.989
8 030
*2
*12 geregelte Wärmezufuhr in den
Beckenwasserkreislauf
5,o97
*13 Wärmerückgewinn
aus Duschabwasser
*14 Wärmerückgewinn
aus Filterspülabwasser
53 I/Person Beckenwasserverbrauch (7\
,
Angaben in kWh
•
33 I/Person Duschwasserverbrauch
RWE
'»..!.k":;;W;AW-V.4"014-/
KSH Schwalmtal
Energiebilanz des Wassers, das dem Dusch- und BeckenwasserKreislauf im Zeitraum März bis September 1985 zugeführt wurde
çr
Bi Id 24
Anwendungstechnik
T•:.:^^k^e:};n;Pi.._..r^:?+.i.'^.
stärker bewegt
^—
o —500
180
— 600 l)
— m
¢
— 500
_
160
mäßig bewegt
140 E 120 ^
il
3
— ¢
—400
— .^
NNW
0
—400 ^
100 ^
CID
—
^
N
>
gering bewegt
—
60 0
_
^-200^'
V)
V)
—
_
_
•
Partiaidampfdruckdifferenz unter 16 mbar
o
Partialdampfdruckdifferenz unter 18 mbar
80
co
c -=
100 ^
^—^
^ =0 ^
va)
cQ.
/-
>i
40
60
Personen in der Halle
g
N
an
-100 ^_
0
20
o - o
—200
0
40 0
a
E—E
— 300 N —
yC
C
CO,
cv
V) 80—
— 300
100
Laut VDI 2089 bei Op d =18,0 mbar
und AB=270m2
▪ Partialdampfdruckdifferenz Ober 18 mbar
q Partialdampfdruckdifferenz rund 17 mbar
(abgesenkter Wasserspiegel)
;.^:,^=^•fz;.,,,T.V•.,
KSH Schwalmtal
Verdunstungsmassenstrom an ausgesuchten Zeitpunkten
Hild 25
30
[kg/h]
Duschwasseraustrittstemperatur :
40 °C
Wasserabgabe je Brausekopf
:
13 I/min
ZU-Volumenstrom
: 4 000 rn3/h
Raumvolumen
: 237 m3
P.
1. Zeitraum (0)
,
12113./14. 4. 1985
Regressionsgleichung
Zuluftzustände
x = 7 1. 10 glkg, a= 26 1. 28 °C 61 vd, Du — 8,22 +9,82 (f = 32 1. 46 'i'D
1 2 Zeitraum (+)
x = 12 1. 16 g/kg, a= 30 °C
I 27. /28129. 11. 1985
1
(ID = 46 1. 60 O/c,
1
6.1
yd. Du ---- 7,69 +5,55 .1:1'
2
Duschwasserverbrauch
V Du
Du
[m3/h)
Du
KSH Schwaimtal
Wasserverdunstung in den Duschräumen
bei unterschiedlichen Zuluftzuständen
Bild 26
Anwendungstechnik
60
1 Verdichter
50
r,
_C
40
1/2
auf
30
LJ
.....--,
•
zu
20
10
0
5
0
-5
15
10
20
60
1/2
50
2 Verdichter
auf
4%.
4 6444.1.,...,
40
esszan.
ZU
30
22
10
0
-5
0
5
15
10
20
Außen 1 uFttemperatur [°C11
(2)
kIN
RWE
. :71
KSH Schwalmtal
Kondensatmassenstrom des RLT-Gerätes für Schwimmhalle
und Duschräume bei verschiedenen Rnlagenzuständen
Bild 27
Agaswitativwszaitutiti
"
1
Verdichter
ZU
.4
4.......
.2
..••••••
1/2
• ON•in •
es'
auf
0
-5
0
5
10
15
20
2 Verdichter
.8
.00
ZU
.4
CO
0
0
-5
0
5
10
15
20
Flußenlufttemperatur r.*C3
RWE
RWE
KSH Schwalmtal
Verdichterantriebsenergie des RLT-Gerätes für Schwimmhalle und Duschräume bei verschiedenen Rnlagenzuständen
Bi Id 28
Kondensatwärme und
fühlbarer Wärmerückgewinn
Lufterhitzer
JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ
MONATSAUSWERTUNG
©RWE
AUSWERTUNGSZEITRAUM 01,01.85-31.12.85
KSH Schwalmtal
Wärmeverbrauch und rückgew. Kondensatwärme
des RLT-Gerätes für Schwimmhalle und Duschen
NOWAMEMIEWIMIWOOWWgitirOta#15,0N-TO
_
.
.
148
130
120
/10
C.C1
35
45
1011
90
90
70
C.C1,
35
45
55
68
58
42
0C)
55
ts,
30
45
35
rc)
55
50
45
35
le
rC":
35
45
55
20
i42
132
Heizieistung: Q-Q +a, ts +a, tvL
0 1 0
122
118
'c
a.
a,
lee
B
LKW/K,,
9/2
se
72
1
53.9
1.14
-0.4:
93
2
3:3-3
1.8E
-0.62
85
3
107.5
2.41
-0.45
92
62
SE
teist0hcsa..ifnahme:
42
P=P o +b i t5o+b2 tVL
0.
32
z
b-
_
k8 V
22
le
1
5.22
0.25
0.090
99
2
14.24
0,48
0.194
99
3
21.46
0.69
0.257
99
Anzen
der Verdienter
Q 0 = Heizieistung SO, WO
C:
35
45
55
leistungsaufnahme _SO, WO-a
B
a, b
b„ . Koeffizienten
e' 1'
Bestimmheitsma0•
Koeffizienten d- berechneten Geraden
22
RWE
KSH Schwalmtal
Leistungsdiagramm der Sele—Wasser—Wärmepumpe
mit Energiedach und Energiestapel (Nov. und Dez. 1985)
© RWE
Bild 30-
4
3.5
3
2.5
_C
0
N
2
C
(4
1.5
_J
alte Verdchler:
—0(
neue Verdichter;
Nenndat,en
eine Stufe
II zwei Stufen
111 drei Stufen
L.
.5
2 TL
3
V .L. Vertilabhebung
','ehtilabheLung
0
30
35
40
45
Temperaturdifferenz
50
55
60
65
70
(Heiz.vorl. — Sole ein) [K)
ORVIE
liftffiffllffoM.erobK4D1BSFAV-tt
RWE
KSH Schwalmtal
Rbhangigkeit der Leistungszahl der WP vom
Temperaturhub und von der Leistungsregelung
allIkellitVartnM•
.
.
'_. wz8T'rimu4'A"$fm Y.+f14^Z 'i: _.'.d- s a*'
.O.O
,-...s...., , ®•
O . O
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*
/
_:tfl'^^vt.^':
P
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...
* ® -{'
i
,
s
® r
gemessene Rrbeitszahl
r
im Novemb e r und Dezember
1985
-----
erwartete Rrbeitszahl nach der Jöerp,-üfung de r Regelung
- - - -
Rrbeitszahl
der Wrrmepumpe vor der lJberarbeitung
1
10
1FJ
1
20
Ru:3er;temperaturC^
^
R NF
^.:^^^^^N7^•
^Gt1 }^siü:tilt d.
aemessene und erwartete rrb .-, i tsz ah l der WP
in vü"'fE'ö. :iedenen RusWertu.:gsze traumen
"rkF^it'irtiz'k.'a'rW9411.X1E37^:^^;^'^:,^'3s,=.:^
Bild
32
NWENP. !JNGS'[C?;N i
K
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
1
2
4
5
6
7
9
10
Windgeschwindigkeit Cm.'s]
® RWE
nfltIcg
KSH Schwalmtal
Warmedurchgangskaeffizient des EnergieDaches in dem Zeitraum 29.11.1963-19.2.1964
Hiid 33
ANHOCIUNGGTECIINIK
,.
.41111t0411RAMENtr-..',
0
0
Nachtmessungen
Regen
2
Windgeschwindigkeit
Cm/sJ
Niammtummommom Ammmmmmmmenn=m674m.
RWE
MMMWZ5..,,WWW
KSH Schwalmtal
Warmedurchaangskoefftzient des EnergieDaches in dem Zeitraum 28.11.1983-8.2.1984
ORWE
.
AslinvaioarliMaime*
—
ri
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.
i
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10
12
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i
I
16
18
20
Temper aturd I fferenz :Absorber — " t ) [ K
nIANT
IBIEMmtcW_
Schwalmtal
Wirkundsgrad des Absc;rbers in dem
Ze'itreum 23.1.-19.2.1S84
©RN
21a172..
KSH
linsamit-eoicaw147:amarx
—
._
Bild 35
a.,:iitamm2d4AmmmommwAmm,WR
80000
75000
70000
G5000
Wärmebänke
r IOU 00
t
Duschwasser
Lftg. Schwimmh.
stat.Hzg.tDeck. W. kleines Becken
c=iLftg.Nebenräume k1/41n großes Becken
60002
55000
S:
50000
45000
0
40002
CD
L
35002
UJ
30002
=.
MO
25000
=NM
_
MN=
20000
MIN
MINIM
15000
10000
522e
0
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010•011.11•n•
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ONSIONOINISIO
tees bx.
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JAN FEB MAR
nn••••111••••
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0A116 n4W0
111111111 11101111
11
RAR
MAI
JUN
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RUG
SEP
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OKT
NOV DEZ
MONATqAL:SPTLIN
njbNtIRTLi
m.11 iTiRP2.' C I
,
•
1,144.2,-,WAWilrAV(4,7
KSH Schwalmtal
karmeentnahme der Verbraucher
au s dem Hezhoskreislauf
MEEWMIDated.t352M-VANS.VMUMEEW'
'
Strom Hzg+WW so
,-aSaitgr,a4,,Ve
'
Fremdheizung
75000
Strom WP Komp.
70000
65000
1111111111
Umweltenergte
60000
55000
50000
X
L.-1
45000
40000
c
35020
LU
252!,t
20000 L15000
10082 1-5000
fJAN FEB MAR APR MAI 3- UN JUL RUG SEP OKT NOV DEZ
MONATSAUSERTUNG
AUSWERTUNG 7 ETT, UM 21.21
— 31.12.85
KSH Schwalmtal
Strom, Umweltenergiegewinn und Fremdwärme zur
Deckung des verb!. Heiz-& Duschwasserwärmebdf
Bild 37
AZINEUENItr07;
Stromverbraucher
=S
140000 -7--
Lüftung sonst. L
ILicht,Kleinger.
13 Vs 00
WP Kompressor
-
Entf. Duschen
1111111
WRG Rbwasser
iiiai'
SUSS.
SOS
• Fremdheizung (Wärme)
120000 110000 -
Entf. Schwimmh.
1111111111
.s\V
UP
& C
der WP
UP Beckenwasseraufber.
000 90000 80000 70000
7-
L
c
60002 50000 -
mmmmmm
MASONS
SOWS
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sOMS
MOOS
MISMSNO
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222•
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2202
•
•
2.01112100
MAUS
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II
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SOWS
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SIONSMS
MANAMA
40002 -
;Wei
mass
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AMA
MOSS
•S.... NOOSES
MASS ASSNS.
OWOSSO
IA
5,
30020 -
MI MI
1111111
MHO
20000 —
10022
1-
=
10111101111•11•111•1•111••
111112
fn•••=11.111
JAN FEB MAR APR MAI JUN
AUG SEP
J1.:1._
OKT
NOV
DEZ
MONFITSA'
RUSN F RTLINGE-21,11. TRALIM
KSH SdhLoa mt
Auftei
lung, des
RNF
- 31 12.85
al
Endenerg
ieverbrauchs
Bild 38
7=4.1E
Dusch- und
Beckenfrischwasser-
erwärmung
Schwimmhalle
und
Duschräume
©RWE
Sonstiger
Umkleide- und
Personalräume, Wärme- und
Solarium
Stromverbrauch
Hallenbad
Schwalmtal
Nennwasserfläche 270 m
Meßwerte des
Energieverbrauchs 1985
2
omverbrauc
Modernes Hallenbad
gleicher Wasserfläche
[$tror.T.Iverb.raLJc
"''..
RWE
Kleinschwimmhalle Schwalmtal
Meßwerte des Energieverbrauchs für das Jahr 1985
Anwendungstechnik
3494
3738
63471
86532
15903
10137
88360
10133
3389
Gradtagmzahl
80458 Besucher
12010 Wasserverbrauch [m^3/a]
2015
1 OberDrtlichor Betrfobovergleich 1984
2 modernes HSB mit konventioneller Anlagentechnik
3 optimiertes Hallenschwimmbad
Narmo
Strom
771
755
8
587
~^^^`^
......
560
690
• 557
.~,,..
,,,,,
`
1983,
KSH
520
1984
1985
Zukunft
lmta)
Schwa
KSH Schwalmtal
Endenergieverbrauch urährend des
Unterouchungsze\traumr und im Voro\eioh
RNE
Bild 40
Besucher Duschwasserverbrauch
Beckenwasserverbrauch
Nennvolumenstrom
erforderliches Speichervolumen
400
P/d
1/P
40
1/P
30
1.2 111.3/h
3.8 m^3
Speichern von Abwasser
Nutzen des Abwasserspeicherinhalts
Rbwasservolumenstrom
— — — Volumenstrom WRG—Anlage
. FilterDusohabwasser
I
I
/
J
I
6
I
I
t!I
S
12
Uhrzeit
Duschabwasser
I
1
spOl I abwasser
I I I I I I
18
21
Berechnung des Nennvolumenstroms
e nes Gerätes zum Wärmerückgewinn aus Abwasser und des erforderlichen Speichervolumens
24
Bild 41