Datenblatt Luftentfeuchter

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Moderator: Amateur

Amateur
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Beitrag von Amateur »

Hallo Wühlmaus,

ich hatte gerade noch eine längere Ergänzung geschrieben, aber die hat mir die Forensoftware beim Absenden in's Nirvana geschickt :evil:

Also nochmal in Kurzform:

Ausgangssituation war bei mir eine reine Abluftanlage aus den 70ern, d.h. Hallenluft über Ventilator raus und Außenluft über Warmwasser-Heizregister rein. Ohne groß nachzudenken habe ich die gegen eine Entfeuchtertruhe getauscht. Da sanken zwar die Heizkosten, aber die Stromrechnung stieg in unerwartete Höhen.

Nach dem Reinfall mit der Truhe hab ich mich dann intensiver mit dem Thema beschäftigt, so wie du auch jetzt. Beim Durchrechnen einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung kam dann die für mich überraschende Erkenntnis, das auch mit realen Wäremtauschern die komplette Energie für die Erwärmung der Außenluft auf Hallentemperatur zurückgewonnen werden kann. Nur die Verdunstungsenergie des Wassers geht noch verloren. Die kriegt man nur über eine Wärmepumpe zurück, mit den o.g. Nachteilen.

Der hohe Feuchtegehalt der Hallenluft (30°, 60% RF) sorgt für reichlich Kondensation im Wärmetauscher. Das setzt so viel Energie frei, das rechnerisch selbst bei -15° Ausßentemperatur die Zuluft noch mit über 29° rein kommt. Der Temperaturwirkungsgrad liegt in der Tat bei über 99%. Das gilt natürlich nicht für den Energiewirkungsgrad, aber der ist hier unerheblich, da mehr Energie in der Abluft steckt als man für die Frischlufterwärmung braucht. Das ganze nennt sich feuchte WRG und funktioniert mit Schwimmbadluft ausgezeichnet.

Vereisung ist aus dem gleichen Grund (Energieüberschuss) kein Thema. Bei -15° liegt die Fortlufttemperatur rechnerisch immer noch bei über 8°, also keine Frostgefahr.

Auffällig bei den Schwimmbad-Lüftungsgeräten war der extrem hohe Volumenstrom. Keine Ahnung, warum der so hoch angesetzt wird. Wahrscheinlich wird bei der Auslegung von rund um die Uhr Badebetrieb ausgegangen. Um mir Klarheit über den tatächlichen Lüftungsbedarf meines Schwimmbad zu verschaffen habe ich mit den o.g. Gleichungen anhand des Jahresverlaufs von Lufttemperatur und Luftfeuchte meines Wohnorts mit Excel mal die benötigten Volumenströme ausgerechnet um meine Halle auf 60% RF zu halten :

http://img146.imageshack.us/img146/1433/lftung3ix.jpg

Nutzung ähnlich wie Uwe, d.h. täglich 2 Stunden Badebetrieb, 22 Stunden Ruhebetrieb ohne Abdeckung (mag ich aus optischen Gründen nicht). Die Ergebnisse waren recht überraschend. Im Winter und in der Übergangszeit liegt der Lüftungsbedarf (blau) unter 200 m³/h (linke Achse). Nur im Sommer bei sehr hohen Außentemperaturen (grün, rechte Achse) steigt der Lüftungsbedarf auf über 400 m³/h. Dann ist die Wärmerückgewinnung aber ziemlich egal.

Da meine Schwimmhalle zwei große Oberlichter hat, die im Sommer geöffnet werden können habe ich die Lüftung auf 300 m³/h ausgelegt. Im Sommer fahre ich dann wie früher bei der reinen Abluftanlage Freibadbetrieb, d.h. Oberlichter auf, Wassertemperatur runter und Lüftung ausgeschaltet. In der Halle habe ich dann Außentemperatur und Außenfeuchte, aber wenn es draußen heiß ist mag ich das Wasser und Klima sowieso lieber etwas kühler. Die höheren Verdunstungsverluste sollen demnächst mit einer Solaranlage gedeckt werden. Sonne gibt es im Sommer ja genug.

Das Lüftungsgerät habe ich selbst gebaut. Nicht weil man dabei viel Geld sparen kann, sondern weil das Dach über der Halle so niedrig ist, dass kein käufliches Gerät reinpasste. Sonst wäre es wahrscheinlich ein Fertiggerät von Paul geworden. So habe ich dort nur den Wärmetauscher gekauft (gibt es auch einzeln) und mit einem Gehäuse aus PU-Platten verkleidet. Der Tauscher ist lt. Paul in Schwimmbädern problemlos einsetzbar. Die Lüfter (EBM-Pabst DC-Radiallüfter) sind dezentral in den Frischluft und Fortluftkanälen montiert und werden durch eine einfache Steuerung feuchtegeführt geregelt.

Die Antwort auf die Frage, ob das alles auch in der Praxis funktioniert muss ich leider noch vertagen. Halle und Becken sind zwar fertig, aber die Wasseraufbereitung ist noch Baustelle. Sobald ich Ergebnisse habe werde ich die natürlich hier posten. Kann aber noch einige Zeit dauern, da ich immer nur am Wochenende dazu komme.

viele Grüße,
Andreas
Wühlmaus
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Beitrag von Wühlmaus »

Amateur hat geschrieben:ich hatte gerade noch eine längere Ergänzung geschrieben, aber die hat mir die Forensoftware beim Absenden in's Nirvana geschickt :evil:
Kotz, hatte ich auch gerade wieder ! Macht echt Freude !
Der hohe Feuchtegehalt der Hallenluft (30°, 60% RF) sorgt für reichlich Kondensation im Wärmetauscher. Das setzt so viel Energie frei, das rechnerisch selbst bei -15° Ausßentemperatur die Zuluft noch mit über 29° rein kommt. Der Temperaturwirkungsgrad liegt in der Tat bei über 99%. Das gilt natürlich nicht für den Energiewirkungsgrad, aber der ist hier unerheblich, da mehr Energie in der Abluft steckt als man für die Frischlufterwärmung braucht. Das ganze nennt sich feuchte WRG und funktioniert mit Schwimmbadluft ausgezeichnet.
Ah, jetzt verstehe ich, warum Paul von "Wärmebereitstellungsgrad" spricht und nicht von "Wirkungsgrad". Ja, dann sind 99% doch keine Hexerei. Eigentlich klar: Selbst wenn die trockene Aussenluft im WT wieder komplett auf die ursprüngliche Hallentemperatur erwärmt würde, geht noch genügend Energie mit der Abluft verloren, nämlich genau die nicht genutzte Kondensationswärme, die der Differenz im Wassergehalt zwischen trockener und feuchter Hallenluft bei jeweils Hallentemperatur entspricht.
Vereisung ist aus dem gleichen Grund (Energieüberschuss) kein Thema. Bei -15° liegt die Fortlufttemperatur rechnerisch immer noch bei über 8°, also keine Frostgefahr.
Verlässt du dich voll darauf oder hast du irgendeinen Defrostermechanismus als Notbremse ?
Auffällig bei den Schwimmbad-Lüftungsgeräten war der extrem hohe Volumenstrom. Keine Ahnung, warum der so hoch angesetzt wird. Wahrscheinlich wird bei der Auslegung von rund um die Uhr Badebetrieb ausgegangen.
Darüber habe ich an anderer Stelle schon mal spekuliert. Das hat vermutlich damit zu tun bis zu welchem absoluten Wassergehalt der Aussenluft man noch Luftentfeuchtung betreiben können will. Wenn man damit zufrieden ist schon weit unterhalb von 20°C/60% in den "Sommerbetrieb" zugehen (Hallenluft ungenutzt raus, Aussenluft unvorgewärmt rein), dann kann man vermutlich mit <100m³ pro kg Verdunstung auskommen. Das ergibt sich m.E. aus deinen eigenen Rechnungen.
Herzliche Grüße
Christoph
Wühlmaus
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Beitrag von Wühlmaus »

Amateur hat geschrieben:Um mir Klarheit über den tatächlichen Lüftungsbedarf meines Schwimmbad zu verschaffen habe ich mit den o.g. Gleichungen anhand des Jahresverlaufs von Lufttemperatur und Luftfeuchte meines Wohnorts mit Excel mal die benötigten Volumenströme ausgerechnet um meine Halle auf 60% RF zu halten
Wo hast du denn die Klimadaten für deinen Wohnort her ? Selbst erhoben ?
Herzliche Grüße
Christoph
Amateur
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Beitrag von Amateur »

Hall Christoph,
Verlässt du dich voll darauf oder hast du irgendeinen Defrostermechanismus als Notbremse ?
Da verlasse ich mich voll auf die Berechnungen. Bei der Wohnraumlüftung ist das Raumklima im Winter sehr trocken (man liest oft von weniger als 30% RF). Wenn da ein Rohr im Boden reicht um das Einfrieren zu verhindern wird es die energiegeladene Schwimmhallenluft wohl auch schaffen. Fortluft mit 8° und 100% RF enthält deutlich mehr Energie als die Luft aus einem Erdwärmetauscher. Wenn was vereisen sollte nimmt der Volumenstrom ab, die Luftfeuchtigkeit in der Halle steigt an, der Energiegehalt der Fortluft nimmt zu und die Ablufttemperatur steigt. Ist gewissermaßen selbstregelnd. Und selbst wenn alle Stricke reißen passiert ja keine Katastrophe. Dann fällt eben die Lüftung aus, genau wie bei Stromausfall oder einem technischen Defekt. Auch dann stürzt ja nicht gleich die Halle ein.

Als einzige Vorsichtsmaßnahme habe ich ein thermostatgesteuertes Heizkabel in Kondensatwanne und Ablaufrohr, damit das Kondenswasser immer zuverlässig ablaufen kann. Aber selbst das ist wahrscheinlich völlig überflüssig.
Das hat vermutlich damit zu tun bis zu welchem absoluten Wassergehalt der Aussenluft man noch Luftentfeuchtung betreiben können will. Wenn man damit zufrieden ist schon weit unterhalb von 20°C/60% in den "Sommerbetrieb" zugehen (Hallenluft ungenutzt raus, Aussenluft unvorgewärmt rein), dann kann man vermutlich mit <100m³ pro kg Verdunstung auskommen.
Stimmt schon, kommt darauf an, wo man die Grenze zieht. Wenn ich meine Excel-Tabelle auswerte lag das gleitende Tagesmittel (Mittelwert der letzten 24 Stunden) des Lüftungsbedarfs im Jahr 2002 (8760 Stunden):

- nie über 550 m³/h
- an 9 Stunden über 500 m³/h (0,1%)
- an 46 Stunden über 400 m³/h (0,5%)
- an 190 Stunden über 350 m³/h (2,2%)
- an 465 Stunden über 300 m³/h (5,3%)

und das auch nicht am Stück sondern immer als Spitzenwert. Wenn man in der Halle temporär mal 70% zulässt bleibt der Lüftungsbedarf immer unter 200 m³/h, siehe

http://img45.imageshack.us/img45/1961/lftung707me.jpg

Ist eben alles eine Frage der persönlichen Toleranzgrenze. Ich hab ja nichts gegen gewisse Reserven, allerdings kaufe ich mir auch keinen Bus, damit ich im Notfall 70 Leute mitnehmen kann.
Wo hast du denn die Klimadaten für deinen Wohnort her ? Selbst erhoben ?
Ich hatte Glück, in der Nähe betreibt jemand eine private Wetterstation und stellt die Daten ins Netz, siehe http://www.klima-owl.de/daten.htm

Ansonsten bekommt man sowas bei den unzähligen Wetterdiensten im Internet, z.B. hier: http://www.hlug.de/medien/luft/messnetz/index.htm

Wenn nichts passendes dabei ist einfach mal nach Wetterdaten oder Klimadaten googlen.

viel Erfolg,
Andreas
hotte
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Beitrag von hotte »

Hallo,

hab grade Euren Thread gelesen und eine kleine Anregung zum 'Defrostermechanismus' :

Wenn man die Frischluft (z.B. -5°, 30%RF) eine kurze Strecke Rohr-im-Rohr (oder Kanal) gegen die Hallenluft strömen läßt, wird diese vorgewärmt und bei entsprechender Auslegung noch kein Kondensat anfallen (im Prinzip ein grottenschlechter Wärmetauscher :roll: ) Z.B. oben genannte Luft auf 6° erwärmen sind etwa 10 J/g und bedeuten für Hallenluft mit 30°, 60%RF einen Anstieg auf knapp 100%RF (T ca. 20°). Mit dieser Konstellation nun in Wärmetauscher oder WP, um 'den Rest zu erledigen' ohne einzufrieren.

Gruß,
Hotte
Amateur
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Beitrag von Amateur »

Hallo Hotte,

Frostgefahr besteht ja grundsätzlich nur auf der Fortluftseite. Bei einer normalen Wohnraumlüftung kann es durch die geringe Enthalpie der Raumluft (20°, trocken) passieren, das bei niedrigen Außenlufttemperaturen die Fortlufttemperatur unter 0° sinkt. Dann gefriert das Kondensat im Wärmetauscher. Um dem vorzubeugen wird die Außenluft über einen Erdwärmetauscher o.ä. so weit vorgewärmt, das die Fortlufttemperatur über dem Gefrierpunkt liegt. Bei Schwimmhallenluft mit hoher Enthalpie schafft es aber auch sehr kalte Außenluft nicht, die Fortluft unter den Gefrierpunkt abzukühlen.

Bei deiner vorgeschlagenen Lösung schaltest du einen schlechten Wärmetauscher mit einem sehr guten in Reihe. Wenn bei der Reihenschaltung keine Einfriergefahr besteht behaupte ich mal, das es mit dem sehr guten Tauscher alleine auch funktioniert. Bei einem Temperaturwirkungsgrad nahe 100% kann man nicht mehr viel optimieren.

Andreas
Uwe Kreitmayr
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Beitrag von Uwe Kreitmayr »

Hallo Andreas,

wie du ausführst, hat die Fortluft immer noch reichlich Energie.

:idea: Wenn man nun mit Masse Zuluft größer Masse Fortluft fährt, müsste man den Wirkungsgrad doch weiter streigern können.

Stellt sich nur die Frage, wo lässt man den Massenüberschuss, in die Schwimmhalle passt er ja nicht rein ohne dass die irgendwann platzt. :)

Da könnte man sie ja in die unbeheizte Garage blasen. Auto auch im Winter warm und vor allem auch schön trocken, oder in den Keller.

Mach ich da einen Denkfehler :?:

MfG
uwe
Amateur
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Beitrag von Amateur »

Hallo Uwe,

interessanter Gedanke. In einem Wärmetauscher muß man ja nicht zwingend die gleichen Masseströme fahren. Allerdings setzt der energetische Wirkungsgrad des Wärmetauschers dem Ganzen eine Grenze. Darüber hinaus bricht die Zulufttemperatur ein. Außerdem wird die Fortluft kälter (es wird ja mehr Energie entzogen). Dadurch bekommt man irgendwann doch wieder Vereisungsprobleme.

Andreas
Uwe Kreitmayr
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Beitrag von Uwe Kreitmayr »

@ Andreas,

klar Vereisungsproblem tritt auf.

Interessant wäre mal zu erfahren welche "Temperaturwirkungsgrade" zu erreichen wären, würden dann analog der Brennwerttechnik über 100 %liegen.

Bin nur noch auf der Suche wohin mit dem Massenüberschuss.
Garage ist natürlich Verschwendung.

Wäschetrocknung :?:

MfG
uwe
Amateur
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Beitrag von Amateur »

@Uwe

Temperaturwirkungsgrad über 100% würde bedeuten, dass die Luft wärmer rauskommt als sie reingeht. Das widerspricht leider dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik (oder ersten, hab's vergessen)

Die erste Grenze ist der Energiewirkungsgrad (oder "trockende" Wirkungsgrad) des Wärmetauschers. Wenn der WT z.B. nur 75% der Energie von der einen auf die andere Seite schaffen kann, dann verschwinden 25% der Abluftenergie mit der Fortluft. Daran führt kein Weg vorbei.

Wenn (z.B. bei "feuchter" Wärmerückgewinnung) diese 75% der Abluftenergie theoretisch ausreichen würden, um die Außenluft über die Ablufttemperatur zu erwärmen gibt es als zweite Grenze den Temperaturwirkungsgrad. Der kann auch nie über 100% sein, d.h. die Zuluft ist nie wärmer als die Abluft. Man könnte allerdings mehr Außenluftmasse auf diese Temperatur bringen, solange die 75% der Abluftenergie dazu ausreichen.

Ob man damit was sinnvolles anfangen kann ist eine andere Frage. Was macht man mit 30° warmer, knochentrockener Luft? Wenn man sie in die Wohnung bläst bekommt man das bei WRG-Anlagen berüchtigte Wüstenklima und drückt woanders 20° warme, angenehm feuchte Luft raus. Nachbefeuchten frisst genau die Energie, die man einsparen wollte. Ist also auch keine Lösung. Wäschetrocknung mag gehen. Vieleicht hat ja noch jemand eine andere Idee.

Andreas
Uwe Kreitmayr
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Beitrag von Uwe Kreitmayr »

Vielleicht eine vereisende Luft/Luft WP abtauen. 8)
:idea: Verbrennungsluftvorwärmung für fossile Gebäudeheizung


MfG
uwe
Amateur
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Beitrag von Amateur »

Verbrennungsluftvorwärmung für fossile Gebäudeheizung
Vom Ansatz her schon clever. Müsste ich mal schauen, ob das mehr bringt als ein LAS.

Andreas
johny23at
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Verdampung Energie aus dem Wasser und der Luft %-Aufteilung?

Beitrag von johny23at »

Hallo, ich verfolge diese Diskussion jetzt schon ne Weile und ich sehe, dass hier kompetente Leute miteinander reden. Ich hätte auch ein Problem das interessant wäre. Es ist ja unbestritten dass durch Kondensation der Schwimmbad-Hallenabluft Energei frei wird und dass man diese Energie wieder dem Schwimmbad zuführen kann (die verschiedenen Möglichkeiten dazu sind nicht meine Frage!).

Die Energie wird ja beim Verdunsten an der Wasseroberfläche im entstehenden Dampf in der Luft (Dampfphase) gespeichert .Meine Frage ist nun: Wo wird die Energie zum Verdampfungsprozess zugeführt: Eigentlich klar entweder von der Luft oder vom Wasser! Beides muß dadurch kälter werden. ABER: In welchem Prozentsatz teilt sich dieser Energiestrom zwischen dem Wasser und der Luft auf? Bei welchen Temperaturunterschieden entzieht es dem Wasser mehr bzw. der Luft mehr Energie. Meiner Meinung nach eein Komplexer Zusammenhang zwischen Wärmekapazitäten, der Temp-Differenz und anderem...

Wäre super wenn das jemand wüßte. Ich muß nämlich entscheiden in welchem Maße ich die gewonnene Wärmemenge ich dem Poolwasser bzw. der Hallenluft wider zuführung muß oder soll.
Amateur
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Beitrag von Amateur »

Hallo johny23at,
Die Energie wird ja beim Verdunsten an der Wasseroberfläche im entstehenden Dampf in der Luft (Dampfphase) gespeichert .Meine Frage ist nun: Wo wird die Energie zum Verdampfungsprozess zugeführt: Eigentlich klar entweder von der Luft oder vom Wasser! Beides muß dadurch kälter werden. ABER: In welchem Prozentsatz teilt sich dieser Energiestrom zwischen dem Wasser und der Luft auf? Bei welchen Temperaturunterschieden entzieht es dem Wasser mehr bzw. der Luft mehr Energie. Meiner Meinung nach eein Komplexer Zusammenhang zwischen Wärmekapazitäten, der Temp-Differenz und anderem...
Die Antwort ist überraschend einfach. Die Wärmeenergie für die Verdunstung kommt ausschließlich aus dem Wasser. Der Grund (vereinfacht gesagt): Die Wasserteilchen sind in Bewegung, je schneller, um so wärmer ist das Wasser. Temperatur ist nur ein anderer Ausdruck für die Durchschnittsgeschwindigkeit dieser Bewegung. Die Teilchen bewegen sich aber nicht alle genau gleich schnell, sondern es gibt schnellere und langsamere. Bei der Verdunstung verlassen die schnelleren Teilchen das Wasser und die langsameren bleiben zurück. Die Wassertemperatur nimmt also ab.

Es gibt lediglich durch den Temperaturunterschied zwischen Wasser und Luft (paar Grad) einen geringen Wärmestrom zwischen Luft und Wasser. Für die Auslegung der Heizung kann man den aber vernachlässigen.

viele Grüße,
Andreas
johny23at
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Registriert: 17.04.2006, 15:02

Beitrag von johny23at »

Klingt absolut logisch, so was Ähnliches hab ich mir schon gedacht...

Ich danke für die rasche Antwort.


Grüße Johny23at
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