DE2160785A1 - EQUIPMENT ON INDOOR BATHS TO COVER HEAT LOSS WITH HEAT PUMPS - Google Patents

Description

Peter Schmidt 7000 Stuttgart-Feuerbach, den 6.12.71Peter Schmidt 7000 Stuttgart-Feuerbach, December 6th, 1971

Einrichtung an Hallenbädern zur Deckung der Wärmeverluste mittels Wärmepumpen.Equipment at indoor swimming pools to cover heat losses by means of heat pumps.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an Hallenbädern zur Dekkung des weiteren Wärmebedarfs für Wärmeentnahmestellen wie Dekkenstrahler, Duschen und Entfeuchtungs- sowie Klimatisierungsanlagen, bestehend aus einem vorzugsweise über eine Wärmepumpe aufgeheizten Wasserspeicher (Schwimmbecken) sowie Mitteln zum Transport der Wärme und Wärmetauschern.The invention relates to a device on indoor swimming pools for covering the additional heat demand for heat extraction points such as ceiling heaters, showers and dehumidification and air conditioning systems, consisting of a preferably heated by a heat pump Water storage (swimming pool) as well as means for the transport of heat and heat exchangers.

Bs ist bekannt, bei Freibädern eine Wärmepumpe als Wassererwärmungsanlage zu verwenden (Zeitschrift "elektrowärme international, Band 27, (1969) Nr. 3, Seiten 109 - 116). Bei diesen bekannten: Anlagen erfolgt die Aufheizung des im Becken befindlichen Wassers über eine Wärmepumpe, wobei dem Grundwasser oder der°Umgebungsluft Wärme entzogen wird. Diese Wärme wird durch Zustandsänderurigen eines Kältemittels mit Hilfe von Verdichtern auf ein höheres Temperaturniveau gebracht und dem aufzuheizenden Wasser zugeführt. Ist z. B. Grundwasser als Wärmequelle vorhanden, so verdampft in einem Wärmetauscher bei der tiefen Temperatur des Wassers ein flüssiges Kältemittel und entzieht dem Wasser Verdampfungswärme. Ober einen Verdichter wird dieser Kältemittel-· dampf auf eine hohe Temperatur verdichtet und anschließend verflüssigt. Die dabei entstehende Verflüssigungswärme wird über, einen zweiten Wärmetauscher an das aufzuheizende Schwimmbadwasser abgegeben. Dann wird das Kältemittel auf den Anfangsdruck entspannt, so daß der Prozeß von neuem beginnen kann. Bei diesen bekannten Anlagen wird ausschließlich das Wasser des Schwimmbeckens mittels einer Wärmepumpe aufgeheizt. Alle anderen Wärmeentnahmestellen werden mittels elektrischer Energie, mei-' stens durch einen elektrischen Durchlauferhitzer beheizt. Hierzu zählt z. B. die bei jedem Schwimmbad vorgesehene Duschanlage. Für diese Anlage wird eine erhebliche Menge heißen Wassers benötigt, so daß die bisher vorgesehenen elektrischen Durchlauferhitzer sehr groß auszulegen waren und eine erhebliche elektrische Energie verbrauchten. Eine weitere Wärmeentnahmestelle beachtlichen Ausmaßes ist die Beheizung für die Umkleidekabinen und die Ne-It is known to use a heat pump as a water heating system in outdoor swimming pools to use (magazine "elektrowärme international, Volume 27, (1969) No. 3, pages 109-116). With these known: Systems, the water in the pool is heated by a heat pump, using the groundwater or the ° ambient air Heat is withdrawn. This warmth is caused by state change a refrigerant brought to a higher temperature level with the help of compressors and the water to be heated fed. Is z. B. groundwater is available as a heat source, so evaporates in a heat exchanger at the low temperature of the Water is a liquid refrigerant and removes heat of evaporation from the water. This refrigerant vapor is compressed to a high temperature by a compressor and then liquefied. The resulting heat of condensation is transferred to the swimming pool water to be heated via a second heat exchanger submitted. Then the refrigerant is expanded to the initial pressure, so that the process can start again. In these known systems, only the water in the swimming pool is heated by means of a heat pump. All other Heat extraction points are 'mei-' by means of electrical energy at least heated by an electric water heater. For this counts z. B. the shower system provided for every swimming pool. A significant amount of hot water is required for this system, so that the previously provided electric water heater were to be designed very large and a considerable amount of electrical energy consumed. Another considerable heat extraction point is the heating for the changing rooms and the

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benräume. Diese Räume werden bei den bekannten Anlagen entlader mit elektrisch betriebenen Deckenstrahlern oder mit Warmwasserheizungen, deren Wasser ebenfalls elektrisch aufgeheizt wird, betrieben. Das gleiche gilt auch für die Beheizung der Schwimmhalle. Ein weiterer Verbraucher elektrischer Energie ist die Entfeuchtungs- und/oder Klimatisierungsanlage. Auch diese wird bei den bekannten Anordnungen unmittelbar mittels elektrischer Energie betrieben.ben dream. These rooms are unloaded in the known systems with electrically operated ceiling spotlights or with hot water heating, whose water is also electrically heated. The same applies to the heating of the swimming pool. Another consumer of electrical energy is the dehumidification and / or air conditioning system. In the known arrangements, this is also generated directly by means of electrical energy operated.

Es sind somit Hallenbäder bekannt, bei denen dem Grundwasser oder einer sonstigen Wasserquelle,wie z. B. einem Fluß, mittels einer Wärmepumpe in der beschriebenen Weise Wärme entzogen wird, um das Beckenwasser des Schwimmbades aufzuheizen. Soweit diese Aufheizung nicht ausreichend ist, wird bei den bekannten Anordnungen _k mittels elektrischer Energie direkt nachgeheizt. Alle anderen " Wärmeentnahmestellen werden dabei konventionell z. B.- mittels Durchlauferhitzer gespeist, da eine zusätzliche Wärmeentnahme nicht möglich war.There are thus indoor pools known in which the groundwater or some other water source, such as. B. a river, by means of a heat pump in the manner described, heat is extracted to heat the pool water of the swimming pool. If this heating is not sufficient, in the known arrangements _k is directly after-heated by means of electrical energy. All other "heat extraction points" are fed conventionally, e.g. by means of a flow heater, since additional heat extraction was not possible.

Diese bekannten Anlagen sind in ihrer Betriebsweise sehr unwirtschaftlich, insbesondere wenn, wie sogar bei den neuesten Anlagen, die Wärmepumpe mit deji teueren Tagstrom betrieben werden und in der installierten elektrischen Leistung so große Reserven vorgesehen sind, daß auch bei.einem Mangel an Grundwasser die Anlage noch betrieben werden soll.These known systems are very uneconomical in their mode of operation, especially if, as even with the latest systems, the heat pump can be operated with deji expensive daytime electricity and so large reserves are provided in the installed electrical power that even with a lack of groundwater the System is still to be operated.

Der Erfindung liegt nun die Auig&be zugrunde, eine Einrichtung an Hallenbädern zu schaffen, bei der mit höherer Wirtschaftlichkeit und unter Anwendung nur eines Heizsystems neben der Aufheizung ^ des Schwimmbeckens auch die anderen Wärmebedaifsstellen versorgt werden.The invention is based on Auig & be, a device To create indoor swimming pools with greater economic efficiency and using only one heating system in addition to heating ^ of the swimming pool also supplies the other heat supply points will.

Ausgehend von der Anwendung der bekannten' Wärmepumpen zur Wasseraufheizung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Wärmerückgewinnung aus dem Wasserspeicher in den zu den einzelnen Entnahmestellen gehörenden Kreisläufen weitere Wärmepumpen angeordnet sind und daß der Wasserspeicher mittels einer mit Nachtstrom betriebenen Wärmepumpe um 2° - 5° über die für den Schwimmbetrieb vprgesehene Temperatur aufgeheizt wird. Mit dieser erfindungsgemäßen Einrichtung weiterer bekannter Wärmepumpen wird erreicht, daß in Verbindung mit der um 2 - 5° höheren Aufheizung des Badewassers auch alle anderen Wärmeentnahmestellen mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand an elektri-Based on the application of the known 'heat pumps for water heating, this object is achieved according to the invention in that For heat recovery from the water storage tank in the circuits belonging to the individual extraction points, additional heat pumps are arranged and that the water tank by means of a with Night-time electricity operated heat pump by 2 ° - 5 ° above that for the Swimming mode is heated to the intended temperature. With this device according to the invention of other known heat pumps it is achieved that in connection with the 2 - 5 ° higher Heating of the bathing water also all other heat extraction points with a relatively low expenditure of electrical

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scher Energie, es wird nur der für den Betrieb der Wärmepumpen ■ erforderliche Strom verbraucht r betrieben werden lönnen. Dabei ergibt sich noch der weitere Vorteil, daß durch die höhere Aufheizung des Beckenwassers auch die Wärmeverluste dieses Beckens, z. B. durch Abstrahlung, gedeckt werden können. Bei den bekannten Anordnungen war hierzu ein gesonderter Speicher erforderlich, aus dem Wasser mit höheres Temperatur dem Becken zugespeist wurde. ." . -. Es hat sich daher auch als zweckmäßig erwiesen, daß erfindungsgemäß als Speicherbecken das Gebrauchswasserbecken (Schwimmbecken) in den jeweiligen· Kreislauf in der entsprechenden geschlossenen Ileizwasserschleife angeofdnet ist. Damit wird erreicht, daß von einem zentralen Speicher aus alle Entnahmestellen versorgt lrerden.shear energy, it is only used for the operation of the heat pumps ■ required electricity consumed r can be operated. Included there is also the further advantage that the higher heating the pool water also the heat losses of this pool, z. B. can be covered by radiation. With the known A separate storage tank was required for this arrangement, from which water at a higher temperature was fed into the basin. . ". -. It has therefore also proven to be expedient that according to the invention As a storage basin, the utility water basin (swimming pool) is opened in the respective circuit in the corresponding closed oleic water loop. This achieves that all tapping points are supplied from a central store.

Eine weitere wesentliche Verbesserung läßt sich dadurch erzielen, daß erfindungsgemäß die zu den Wärmepumpen gehörenden wärmeübertragenden Flächen nach Art da: Wärmer öhre ausgebildet, sind. Dabei versteht ma'n unter einem Wärmerohr eine Anordnung, bei welcher z. B. in einem Hohlzylinder der mit einem metallischen. Geflecht gefüllte Innenraum zunächst evaporiert wird, daß er sodann mit einer leicht siedenden Flüssigkeit gefüllt wird, so daß .die Wärme praktisch verlustfrei über die gesamte Länge gleichmässi.g transportiert wird. (Derartige Wärmerohre sind in der Zeitschrift ^fltechnika"Hr. 17, 1968, Seiten 149 5 - 1496 und "Scient. American," Hai 1968, Seiten 38 - 46, beschrieben). Hit. dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung der zu den Wärmepumpen gehörenden wärmeübertragenden Flächen ergibt sie h eine wesentliche Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades.A further substantial improvement can be achieved in that, according to the invention, the heat-transferring surfaces belonging to the heat pumps are designed in the manner of: warmer tubes. A heat pipe is understood to mean an arrangement in which z. B. in a hollow cylinder with a metallic. Braid-filled interior is first evaporated, so that it is then filled with a low-boiling liquid, so that the heat is transported evenly over the entire length with practically no loss. (Such heat pipes are described in the magazine ^fl technika "Hr. 17, 1968, pages 149 5-1496 and" Scient. American, "Hai 1968, pages 38-46) Areas it results in a significant increase in the overall efficiency.

In der Zeichnung ist das Schaltbild für ein geplantes Hallenschwimmbad wiedergegeben. Es handelt sich dabei um eine Anlage mit 5 Wärmepumpen. Das Wasser im Schwimmbecken in der Sehwimmhalle wird über die Wärmepumpe WP 5 in bekannter Weise aufgeheizt. Dabei wird die Wärme dem Grund- oder Brunnenwasser entnommen und das abgekühlte Brundwasser sodann wieder abapführt. Die erfindungs gemäß angeordnete Wärmepumpe Wf¹ 1 dient zur Entfeuchtung und Abkühlung bzw, Klimatisiertng der Hallenluft _sowie, der Luft in den Duschräumen. Bei der dargestellten Anlage beträgt die Fördermenge für Abluft - Al - bzw. die Umluft -Ul-13 700 m³/u, die Fortluftmenge - Fl - 2730 in³/to·The diagram for a planned indoor swimming pool is shown in the drawing. It is a system with 5 heat pumps. The water in the swimming pool in the indoor swimming pool is heated in a known manner by the heat pump WP 5. The heat is taken from the groundwater or well water and the cooled down freshwater is then drained away again. The fiction according to arranged heat pump Wf ¹ 1 is used for dehumidification and cooling or Klimatisiertng the hall air _sowie, the air in the shower rooms. In the system shown, the flow rate for exhaust air - Al - or the circulating air -Ul-13 is 700 m ³ / u, the exhaust air rate - Fl - 2730 in ³ / to

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BADBATH

Die erfindungsgemäß angeordnete Wärmepumpe WP 2 dient zur Entfeuchtung / Abkühlung der Zuluft - Zl - und der Abluft -Al- bzw. Umluft - Ul - . Die umgewälzte Menge beträgt in diesem Beispiel 4 800 m /u. Für die Aufheizung eines gegebenenfalls zusätzlich angeordneten liegenden Speichers (6000 ltr) dient die erfindungsgemäß angeordnete Wärmepumpe WP 3. Für die Deckenstrahler (örtliche Heizflächen) für die Beheizung der Badehalle, der Duschräume, der WG sowie der Umkleideräume als Entnahmestellen ist erfindungsgemäß die Wärmepumpe IiP 4 angeordnet. Diese liegt in dem Kreislauf des V/assers, das aus dem Schwimmbecken über die Abzugskanäle bzw. Überlauföffnungen abgezogen wird und über 2 KLter geleitet und sodann dem Becken wieder zugeführt wird. Dabei wird das Wasser gleichzeitig über die in bekannter Weise angeordnete Wärmepumpe WP 5 aufgeheizt. .iit dieser erfindungs gemäßen Einrichtung ist ein sehr wirtschaftlic-her Betrieb eines Hallenschwimmbades möglich, und es hat sich gezeigt, daß entgegen der offenbar vorherrschenden -vieinung ein betriebssicherer und kostensparender Betrieb möglich ist, bei dem außerdem kein aufgewärmtes Wasser abgeführt werden muß.The heat pump WP 2 arranged according to the invention is used for dehumidification / Cooling of the supply air - Zl - and the exhaust air - Al- or circulating air - Ul -. In this example, the circulated amount is 4 800 m / u. For the heating of an optionally additionally arranged horizontal storage (6000 ltr) the according to the invention is used arranged heat pump WP 3. For the ceiling spotlights (local heating surfaces) for heating the bathing hall, the According to the invention, the heat pump IiP 4 is arranged in shower rooms, the shared apartment and the changing rooms as withdrawal points. This lies in the circuit of the water that is withdrawn from the swimming pool via the drainage channels or overflow openings and over 2 KLter and then fed back into the pool. The water is simultaneously over the in a known manner arranged heat pump WP 5 heated up. .iit this device according to the invention is a very economical one Operation of an indoor swimming pool possible, and it has been shown that contrary to the apparently prevailing vieinung a reliable and cost-saving operation is possible, in which, in addition, no heated water has to be drained off.

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Claims (3)

Peter Schmidt 7000 Stuttgart-Feuerbach, 6. 12. 1971Peter Schmidt 7000 Stuttgart-Feuerbach, December 6, 1971 Happoldfitr. 10Happoldfitr. 10 PatentansprücheClaims 1·)\ Einrichtung an Hallenbädern zur Deckung des weiteren ffärme- \ /bedarfs, bestehend aus einem vorzugsweise über eine Wärmepumpe aufgeheizten Wasserspeicher (Schwimmbecken) aus Wärmeentnahmestellen wie Deckenstrahler, Duschen und Entfeuchtungs- sowie Kl imat is ie rungs anlagen soxvie Mitteln zum Transport der Wärme und Wärmetauschern» dadurch .gekennzeichnet, daß zur Wärme gewinnung aus dem Wasserspeicher in den zu deneinzSlnen Entnahmestellen gehörenden Kreisläufen weitere Wärmepumpen angeordnet sind und daß der Wasserspeicher mittels einer mit Nachtstrom betriebenen bekannten Wärmepumpe um 2 - 5° über die für den Bchwimmbetrieb vorgesehene Tempetatur aufgeheizt wird.1) \ Equipment at indoor swimming pools to cover additional heating / demand, consisting of a water storage tank (swimming pool), preferably heated by a heat pump, from heat extraction points such as ceiling spotlights, showers and dehumidifying and air conditioning systems as well as means for transporting the Heat and heat exchangers » characterized in that additional heat pumps are arranged in the circuits belonging to the individual withdrawal points to obtain heat from the water storage tank and that the water storage tank is heated by 2 - 5 ° above the temperature provided for swimming operation by means of a known heat pump operated with night current will. 2.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Speicherbehälter das Gebrauchswasserbecken (Schwimmbecken) in den jeweiligen Kreislauf in der entsprechenden geschlossenen Heizwasserschleife angeofdnet ist.2.) Device according to claim 1, characterized in that the utility water basin (swimming pool) as the storage container in the respective circuit in the corresponding closed heating water loop. 3.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu der Wärmepumpe gehörenden wärmeübertragenden Flächen nach Art der Wärmerohre ausgebildet sind.3.) Device according to claim 1, characterized in that the heat-transferring surfaces belonging to the heat pump according to Type of heat pipes are formed. 309825/0038309825/0038 BAD ORIGINALBATH ORIGINAL LeerseiteBlank page