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Schwimmhallen zukunftssicher klimatisieren

Luftaustausch statt Luftentfeuchtung sorgt für Effizienzgewinn und bessere Hygiene

Ausgestattet mit einer temperaturgeführten Wärmepumpe und einer Wärmerückgewinnung mit einer Rückwärmezahl bis zu 0,89 genügen Schwimmhallenklimageräte wie das „CAIRpool“ auch kommenden ErP-Richtlinien für 2018.

Luftverteilung gemäß VDI-Richtlinie 2089. Bei diesem abgewinkelten Design der Wärmerückgewinnung mit zwei Rekuperator-Kuben bietet der Zwischenbereich einen Wartungszugang zur hygienischen Reinigung. Hygieniker können außerdem einfach Proben in den Zwischenräumen nehmen.

 

Außenluftanteil statt entfeuchtetem Umluftanteil – das klingt zunächst nach einem Rückschritt in die frühe Zeit der Schwimmhallenklimatisierung. Heute ist dies aber sehr fortschrittlich gedacht. Denn mittels wirkungsvoller Wärmerückgewinnung und effizienter Wärmepumpentechnologie ist diese Art, die Luftfeuchtigkeit in der Halle zu beherrschen, meist ressourcenschonender als die sonst übliche Entfeuchtung im Misch- und Umluftbetrieb. Die Außenluftvariante wäre sogar bei einer eventuellen Verschärfung der ErP-Richtlinien regelkonform. Der kontinuierliche Luftwechsel sorgt außerdem dafür, dass Schadstoffe wie Trihalogenmethane und Chloramine besser abgeführt werden.

Wer heute eine Schwimmhallenklimatisierung plant, hat etliche Vorschriften und Regelwerke zu beachten, darunter die VDI-Richtlinie 2089 (zur technischen Gebäudeausrüstung) und die VDI-Richtlinie 6022 (Hygiene-Richtlinie). Für viele weniger transparent ist, inwieweit die ErP/Ökodesign-Richtlinien auf Schwimmhallenklimageräte zutreffen. In der ersten branchenüblichen Interpretation, ausgedrückt durch EVIA-FAQ-Dokumente, waren Schwimmhallenentfeuchtungsgeräte noch von der ErP befreit. In der nun geltenden ErP-Richtlinie 1253/2014 sind nur noch Schwimmhallenentfeuchtungsgeräte/Lüftungsgeräte, die eine Abluft-Wärmepumpe beinhalten, von der ErP befreit. Schwimmhallenentfeuchtungsgeräte ohne eine Wärmepumpe müssen die ErP-Vorschriften somit erfüllen. Im Sinne einer hohen Planungssicherheit empfiehlt sich somit, Geräte zu wählen, deren Wärmerückgewinnung die ErP-Anforderungen von 2016 bzw. ab 2018 erfüllen, also deren gemäß EN 308 bestimmte Rückwärmezahl über 0,68 bzw. 0,73 liegt.

Wärmepumpe ist nicht gleich Wärmepumpe
Schwimmhallenklimageräte mit integrierter Wärmepumpe (integriertem Kompressor) sind nach wie vor als Ausnahme in der ErP-Richtlinie definiert. Allerdings ist nicht ausdrücklich beschrieben, welchem Zweck die Wärmepumpe dienen muss, damit diese Ausnahme greift. Es ist davon auszugehen, dass die Verfasser der Richtlinie vor allem integrierte Kältekreise zur Temperierung berücksichtigen wollten, also temperaturgeführte Systeme, wie sie in der Komfortklimatisierung Anwendung finden. Dies würde bedeuten, dass feuchtegeführte Systeme, die eine Entfeuchtung im Umluftbetrieb vornehmen, nicht als „echte“ Wärmepumpe gelten würden, wenn sich dieser Gedanke in künftigen Regelwerken niederschlägt.
Die Kombination aus ErP-konformer Wärmerückgewinnung und Heiz-Wärmepumpe wäre der sichere Weg, denn Geräte, deren Abluft-Wärmepumpe dem Heizen dienen, fielen zweifelsfrei unter die ErP-Ausnahme. Für temperaturgeführte Wärmepumpen könnten auch Fördergelder und spezielle Wärmepumpentarife der Stromanbieter in Anspruch genommen werden, ohne dass Diskussionen über die Betriebsmodi zu befürchten sind. Dabei ist Bedingung, dass die Wärmepumpe die Zuluft erwärmt, statt (feuchtegeführt) in einem Umluftbetrieb zu arbeiten.

Luftwechsel effizienter als Umluftentfeuchtung
Der hierfür erforderliche Mischluftbetrieb mit 24-h-Luftwechsel ist in der Regel ener­gieeffizienter als eine reine Entfeuchtung im Umluftbetrieb, da der invertergeregelte Kompressor hierfür abhängig vom aktuellen Temperaturbedarf und der Außenluftmenge betrieben wird. Eine stufenlose Leistungsanpassung ist hierbei sicherlich von Vorteil, der eigentliche Effizienzgewinn gegenüber Standardanlagen ist jedoch im geringen Temperaturhub begründet: Zum Nacherhitzen der Luft nach der Wärmerückgewinnung, von z. B. ca. 27 °C auf 34 °C Hallenlufttemperatur, genügt eine wesentlich kleinere Wärmepumpe als bei den Systemen, die in der Ruhezeit eine Entfeuchtung im Umluftbetrieb leis­ten. Dies kann bis zu 40 % der Energie- bzw. Betriebskosten sparen. Zuguns­ten maximaler Effizienz sollte der Außenluftanteil in den Ruhezeiten dem Entfeuchtungsbedarf angepasst werden. Zu den Besuchszeiten ist gemäß VDI-Richtlinie 2089 ein Außenluftanteil von mindestens 30 % vorgeschrieben bzw. 15 % Außenluft bei Unterschreitung der maximal zulässigen Trihalogenmethan-Belastung von 0,02 mg/l.

Hygieneaspekte
Der ständige Luftwechsel wirkt sich auch auf die Lufthygiene positiv aus, denn schädliche Aerosole werden permanent abgeführt. Schädlich sind z. B. die Trihalogenmethane, die entstehen, wenn Chlor mit den organischen Stoffen reagiert. Diese Chlorkohlenstoffverbindungen mit dem Hauptvertreter Trichlormethan (Chloroform) stehen unter Verdacht, krebserregend zu sein. Ein anderes unwillkommenes Produkt des Chlors ist das Chloramin (gebundenes Chlor, welches schon einen Reaktionsprozess durchlaufen hat), der Verursacher des typischen Schwimmbadgeruchs. Chloramin ist eine chemische Verbindung aus Harnstoffen oder anderen stickstoffhaltigen Produkten (z. B. Schweiß) und Chlor. Im Rahmen der kontinuierlichen Wasseraufbereitung werden im Schwimmbad neben Chlor auch pH-Wert-Senker wie z. B. Natriumhydrogensulfat (saures Salz der Schwefelsäure) oder pH-Wert-Heber wie Natriumcarbonat in das Beckenwasser gemischt. Diese und andere Substanzen können die Luftqualität senken und werden bei der Schwimmhallenentfeuchtung durch einen anteiligen 24-h-Luftwechsel kontinuierlich aus der Halle geführt. Dies ist vor allem für die Schwimmmeister, Reinigungskräfte und andere Angestellte von Vorteil. Gleichzeitig wird durch Abführen der Aerosole das Korrosionsrisiko für Einbauten, das Kanalsystem und die Gerätetechnik vermindert.

Leichte Reinigung
Hohe Anforderungen an die Hygiene muss auch der Rekuperator bzw. die Wärmerückgewinnung erfüllen. Neben dem Grundaufbau der Einzelkomponenten müssen gemäß der VDI-Richtlinie 6022 alle Einbaukomponenten, wie Wärme­übertrager und Wärmerückgewinnungssysteme, beidseitig zugänglich, einsehbar und reinigbar sein. Die Elemente sollten weiterhin durch den Kern reinigbar sein, wobei der Reinigungsstrahl gerade austreten muss.
Besteht der Rekuperator aus einem Block, kann die Einheit bei großen Anlagen eine Kantenlänge von 120 cm überschreiten. Bei Umlenksystemen ist das effektive Reinigen durch den Kern somit ohne Chemikalien nicht oder nicht gut möglich. Eine aus Einzelkuben aufgebaute Wärmerückgewinnung ermöglicht es, eine kompakte Lösung zu schaffen, bei der allseitig Eintritts- und Austrittssektion gepflegt werden können, ohne aggressive Chemikalien verwenden zu müssen.
Der Aufbau der Wärmerückgewinnung wird künftig eine noch größere Rolle spielen, da im Sinne der Energieeffizienz immer niedrigere Luftgeschwindigkeiten im Gerät gefordert werden. Mit Abnahme der Luftgeschwindigkeit müssen die Abmessungen der Geräte und Komponenten steigen, sodass sich beim Rekuperator das Reinigungsproblem verschärft.

Fazit
Die Entfeuchtung mithilfe eines anteiligen, kontinuierlichen Luftwechsels in Kombination mit effizienter Wärmerückgewinnung und Wärmepumpe zum Nacherhitzen der Außenluft würde auch dann die ErP-Richtlinie erfüllen, wenn Schwimmhallenklimageräte ebenso wie normale Zentralluftanlagen betrachtet würden. Da sie gleichzeitig Sparpotenziale eröffnen, lässt sich die Wahl solcher Anlagen leicht gegenüber Investoren und Betreibern argumentieren.

Autor: Andreas Linck, Product Manager Air Handling Units bei der DencoHappel GmbH, Herne

Bilder, sofern nicht anders angegeben:
DencoHappel

wwww.dencohappel.de

 


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