Verdunstungsmengenberechnung

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Uwe Kreitmayr
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Verdunstungsmengenberechnung

Beitrag von Uwe Kreitmayr »

Hallo,

wo kann ich nachlesen wie die Verdunstungsmengen bei Schwimmbecken berechnet werden, unter Beachtung von Wasser/Lufttemp. Luftfeuchtigkeit Luftdruck, Rinnentyp und Luftgeschwindigkeiten.

MfG
uwe
Axel Zdiarstek
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Beitrag von Axel Zdiarstek »

hallo uwe,
das ist nach der magnusformel.... aber danach kann keiner rechnen.
parameter wie wind werden auch da nicht berücksichtigt.
die " berechnungshilfe aus der DIN ???? hat einige tücken, die linien stimmen mit den angegebenen temperaturen n i c h t überein, alsoauch nur theorie. auch hierwerden deine komponenten nicht berücksichtigt.

der link sollte jetzt funktionieren.

mit freundlichen grüßen
Axel

PS: jetzt weiß ich auch welches "t" du meinst :shock:
Uwe Kreitmayr
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Beitrag von Uwe Kreitmayr »

Hallo Alex

Meiner Literatur ( 30 Jahre alt) entnehme ich, dass bei Innenbecken mit tiefliegendem Wasserspiegel z.B. Wiesbadener Rinne die Verdunstungsverluste deutlich geringer sind als die Rechenwerte. Windgeschwindigkeit 0 als Voraussetzung. Muss immer lachen wenn mir Leute für ein Innenbecken zu einer Abdeckung raten die auch eine thermische Isolation bieten. Luft ist ja in der Halle für gewöhnlich wärmer als das Wasser. Somit ist der Wärmeübergang von der Luft zum Wasser und nicht umgekehrt wie bei Außenbecken. Die Hallenluft heizt also des Wasser auf.

Will jetzt mal genauer rechnen wo das meiste Wasser verdunstet. Ist es das unbenutzte Becken (Wasserspiegel 30 cm unter dem Beckenrand), oder die nassen Fliesen vom Umgang und den Duschen.


MfG
uwe
Axel Zdiarstek
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Beitrag von Axel Zdiarstek »

hallo uwe,

das ist so nicht ganz richtig.
das ökonomischste verhältnis von wassertemperatur zur lufttemperatur beträgt 3 °K ( luft wärmer ).
verdunstung findet immer statt (außer bei eis ). weil luft immer feuchtigkeit aufnimmt. das istnunmal so......
hast du schon mal bei mir reingeschaut? ich kann dir auch das DIN diagramm mailen. und du wirst feststellen das dieses mit den angegebenen linien und zahlen nicht stimmt. die verdunstung ist nicht liniar.

mit freundlichen grüßen
Axel
Uwe Kreitmayr
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Beitrag von Uwe Kreitmayr »

Hallo Axel,
verstehe nicht, was nicht ganz richtig sein soll.
Wärmeübertragung (Energie) geht nur vom Warmen zum Kalten. Also heizt die wärmere Luft immer das kältere Wasser.
(Lasse dabei unbeachtet, dass der Phasenwechsel von flüssig zu gasförmig natürlich auch eine Energieübertragung darstellt, Strahlungsenergie wird auch nicht betrachte)

Wasser verdunstet natürlich auch immer. Nur wieviel das ist die Frage ????.
Diese Frage versuche ich mit fundierten Grundlagen zu klären.
(((((verdunstung findet immer statt (außer bei eis ). )))) Schaun wir mal ob ein Physiker mitliest und was der dazu schreibt.

Wir verbraten 50 MWh im Jahr in die Hallenheizung und 30 MWh in das Wasser inklusive Duschen. Bin dabei nach Einsparmöglichkeiten zu suche die wirtschaftlich realisiert werden können. Bin es aber leid platte Antworten zu bekommen wie Abdeckplane, Entfeuchter, Wärmetauscher usw. Wenn dann eine genau Koste/Nutzenrechnung ansteht geht den meisten die Luft aus.

Habe dir zwei Seiten gefaxt; aus meiner Literatur.
Schick doch mal dein Diagramm.
Leider geht dieser Informationsaustausch an den anderen Lesern vorbei.

Mfg uwe
Axel Zdiarstek
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Beitrag von Axel Zdiarstek »

hallo uwe,

danke für das fax ( habs mir fast gedacht ) aber ohne nummer :cry:
grundsätzlich geht geotermie.....( zum sparen ).
80 MW ist ganz schön viel......ich weiß nicht wie groß die oberfläche des schwimmbeckens ist. aber mal ausgehend von 27 / 30°C hast du eine verdunstung von rund 4,5 ltr / m² / d x 690 W / Ltr. = 3 kW / m² / d. also ( mal konstruiert ) bei 50 m² oberfläche sind das 150 kW / d = 54750 kW / jahr..... nur durch verdunstung. das heißt dem wasser wird diese energie entzogen und wieder zugeführt ( heizung ).
und das wasser holst du energieaufwendig wieder aus der luft....mittels entfeuchter.
je wärmer die luft, je mehr feuchtigkeit kann sie aufnehmen.
ich weiß nicht wie sich deine energiebilanz in zahlen ausdrückt, aber ich könnte dir was zu abdeckungen sagen.

diargam hier reinstellen geht leider nicht..... faxe mal deine fax nummer dann faxe ich das diagram.

mit freundlichen grüßen
Axel

PS dein fax arbeite ich später durch.
Uwe Kreitmayr
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Beitrag von Uwe Kreitmayr »

Hallo Axel,
das Becken ist 4 x 8. Mit deinen Rechenwerten ergeben sich 43,8 MWh /a Energieverlust nur durch Verdunstung.

Laut geeichtem Wärmemengenzähler verbrauchen wir jedoch nur 30 MWh/a. Davon muss noch der Energiebedarf abgezogen werden für die Erwärmung das Wasser auf Beckentemp. bzw. Duschwassertemp.
Wie du siehst ergibt sich ein deutlicher Unterschied zwischen der Theorie und der Praxis.

Deshalb auch meine Suche noch Literatur. Muss doch einen Grund geben warum Theorie und Praxis soweit auseinander liegen.
Meine Erfahrungen decken sich mit dem Inhalt des Buches dessen Auzüge ich dir gefaxt habe.

Entfeuchter ist nicht. Wenn Raumuft zu feucht Entlüfter an und über Dach geblasen. Endergebnis 50 MWh/a für die Hallenheizung.

Faxnr. ist wie Telefonnr.. Allerdings empfange ich Fax nur wenn PC an, und entsprechende Software hochgefahren ist. Wenn ich nicht gerade an der Kiste sitzte ist nix mit Fax. Besser mail mit Bild oder Datei als Anhang.



MfG
uwe
Axel Zdiarstek
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Beitrag von Axel Zdiarstek »

mail an uwe, weil hier das diagram nicht eingestellt werden kann......

hallo uwe,
hier das din-diagram.
wenn du mal die temperaturlinien von unten zählst, ergibt sich eine differenz zu den angaben...

meine werte können etwas hoch sein....aber das schwankt ja auch etwas durch themperaturdifferenzen, durchlüftung usw. und sind nur in einem fall gültig ...im idealfall .....
diese werte sind auch zur berechnung der entfeuchterleistung gedacht. und ich habe hier die theoretische verdunstungsmenge mit der verdunstungsenergie verbunden.
es ist ein sehr theoretisches und umfangreiches gebiet, welches in einem ing. studium ( klimatechnik ) behandelt wird.

wenn du das so genau errechnen lassen willst müßtest du dir einen solchen ing. siuchen. viele werden aber dankend abwinken.

mit freundlichen grüßen
Axel
martin
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Beitrag von martin »

hallo uwe,

hab Dein posting jetzt erst gelesen und habe mich nicht so intensiv mit der Theorie beschäftigt - mehr mit der Praxis.
Ich habe also über 1,5 Jahre sämtliche Messwerte in Excel gesammelt und ausgewertet. (Temperatur Halle/Wasser; Stromverbrauch Klimatruhe, Wärmemengen in In Hallenerwärmung und Wasser).
Fazit: Ohne Abdeckung hatte ich ca. 100% Energieverbrauch (Klimatruhe lief extrem viel, mit Rolladenabdeckung lief die Klimatruhe nur noch ca. 50% der Zeit. Seit ich nun eine Luftpolsterfolie habe läuft die Klimatruhe nur noch ca. 25% der Zeit!
Gleichzeitig habe ich außerhalb der Badezeiten (z.B. nachts) die Raumtemperatur auf Wassertemperatur abgesenkt -damit verbrauche ich in Summe auch nicht mehr Heizungsenergie.
Mein Wasser wird über Tag von der Solaranlage (26qm Kollektor) über Wärmetauscher und Heizung aufgwärmt. Wenn es nicht regnet;)

Also eine Abdeckung ist extrem energiesparend - Verdunstungsberechnung hin oder her. Natürlich bleibt auch bei Verdunstung die Wärme in der Halle, wird jedooch ständig zwischen Wasser und Luft hin und hergetauscht wegen der aufwendigen Entfeuchtung.

Also ohne dichte Abdeckung würde ich kein Hallenbad mehr betreiben!
grüsse
martin
Uwe Kreitmayr
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Beitrag von Uwe Kreitmayr »

Hallo Martin,

danke für deinen Beitrag.

Hast sicher recht, probieren geht über studieren!!!!!

Leider habe ich Maschinenbau studiert und kann es daher machmal nicht lassen einer Sache auch von der Theorie zu betrachten.

Deine Erfahrungen sind sehr interessant für mich. Werde bei Gelegenheit deine Beiträge noch mal in Ruhe durchlesen.

Wir verbrauchen im Jahr ca. 50 MWh für die Hallenheizung und 30 MWh für die Erwärmung des Wassers (ca. 200 m³) Wärmeerzeuger Ölheizung.

Dazu kommen 3 MWh für die Pumpen und 5 MWh für Beleuchtung und Sauna.

Entfeuchtet wird über Frischluft.

Keine Abdeckung.

Wir geben also rund 10 Euro pro Tag für Heizöl aus.

Bisher hat sich keine Investition in eine Verbesserung der Technik gerechnet.

Werde in der kalten Jahreszeit mal ein paar Messreihen mit einer Abdeckung fahren.

Bin an einem intensiveren Erfahrungsaustausch interessiert.

MfG
uwe
martin
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Beitrag von martin »

Hallo Uwe,

also wenns um die Energie im Schwimmbad geht bin ich auch immer sehr interessiert noch das ein oder andere kW/h zu sparen. (Vor allem bei den Energiepreisen)

Wir haben ca. 45 m³ Wasser mit einer Oberfläche von ca. 38qm, also überschaubar, Fläche des Schwimmbades insgesamt ca. 100qm.

Klimatruhe ist eine Kaut 5010, die eine Kompressorleistungsaufnahme von 1,24kW hat, Laufzeit pro tag ca. 4 Std.. Das eingebaute Heizregister hat ca. 2KW (zumindest bei den 45°C Vorlauftemperatur unserer Gasbrennwertheizung. auch die weiteren Heizkörper und die Fußbodenheizung (2ter Heizkreis) laufen über die 45°C.

Zur Schwimmbaderwärmung nutze ich einen Solarwärmetauscher mit 40KW Leistung, die er bereits bei den 45° Vorlauftemperatur ereicht.

Damit erreiche ich das mein Solarschichtenlader als maximale Temperatur nur ca. 50°C hat, die Solarkollektoren mithin immer im optimalen Wirkungsgrad laufen, da Rücklauf nur ca. 30°C. Mit den 26 qm Kollektorfläche (4 x Solvis Großflächenkollektoren erreiche ich bei normalen Sonnenschein am Tag ca. 90-100KW/h, das reicht aus um das Schwimmbad bei 29,5°C zu halten und denoch genügend Energie für die Nacht für die Schwimmbadheizung zu haben. Da aber in der Nacht die Temperatur der Schwimmhalle auf 27°C abgesenkt wird, läuft die Heizung eh kaum, das Wasser heizt quasi den Raum, allerdings durch die dichte Luftpolsterfolie ohne Verdunstung (bzw. sehr geringer)

Jahresverbrauch an Wärmeenergie liegt für das Schwimmbad bei ca. 33MW/h, wobei davon der Anteil der Solaranlage ca. 10MW/h ist (kein besonders warmer Sommer).

Für die Entfeuchtung kommen nochmals ca. 2MW/h hinzu.

Allerdings kann ich das Verhältnis Wassererwärmung und Hallenerwärmung nur schätzen, da dies nicht getrennt läuft (selbe Vorlauftemperatur), da sollte ich vielleicht nochmals einen getrennten Wärmemengenzähler installieren. So benötigt die Wassererwärmung im Jahr ca. mindestens 50-60% der Gesamtenergie, weil die Hallentemperatur meist nur gleich (am Tage) und nachts unter der Wassertemperatur liegt.
Bei knapp 30° Wasser ist das eh ok., höhere Lufttemperatur wäre nur unangenehm.
Das Schwimmbad selbst ist sehr gut isoliert (obwohl ca. 25 Jahre alt), selbst an den 2 x 3 Meter langen Fensterfronten sind vollständig abdichtende Panzerrolladen, die nur zum Schwimmen hochgefahren werden.

Also bei ca. 23 MW/h Wärmeenergie und 2 MW/h für Strom gibt es sicher noch Verbesserungsmöglichkeiten.

So gesehen ist Deine Bilanz bei insgesamt 80MW/h für 200m³ Wasser (was für ein Riesenpool) nicht so schlecht.

grüsse
Martin
Uwe Kreitmayr
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Beitrag von Uwe Kreitmayr »

Hallo Martin,
danke für Deine Antwort.

Dein Beitrag hat mich motiviert das Thema Energiesparen bei uns im Schwimmbad wieder aufzugreifen.

Keines Missverständnis, unser Becken hat ebenfalls die Abmessungen 4 x10 m bei einer Tiefe von 1,2 bis 1,3 m. Die Angabe 200 m³ bezieht sich auf den gesamten (bisher geschätzten )Wasserverbrauch.

Wir sind nun nach dem Einbau seperater Wasserzühler in der Lage exakte Daten zu erfassen. Seit dem 1. Jan haben wir 234 m³ Wasser verbraucht (Wasserwechsel Duschen usw.) dabei verbrauchten wir zur Wassererwärmung 20 MWh.
Wenn ich die Wassererwärmung mit 20 Grad (von 10 auf 30 Grad) ansetze ergibt sich, dass durch Verdunstung 15 MWh verbraucht wurden. Das lässt den Schluss zu, dass die Verdunstungsrate bei 2,2 kg/m²Tag liegt.

Haber erst mal ein Lineal ins Becken geklebt um den Wasserverlust durch eine Messung festzustellen.

Die Energiekosten betrugen letztes Jahr 38,5€ für dieses Jahr kalkuliere ich mit 45€/MWh.

Mit einer Abdeckplane ließen sich somit rund 1000 €/a Einsparen.

Die Hallenheizung mit 50 MWh/a wird zu einem erheblichen Teil durch Lüftungsverluste bestimmt. Unsere Luftwechselrate kann ich leider nicht ermitteln.

Wie lüftest du??

Ich schätze, dass bei den gegenwärtigen Energiepreisen eine Einsparung von zusätzlichen 800€/a möglich sein sollte.

Bei der Lüftung bleibt das Problem, dass im Bereich der Duschen viel Wasser stehen bleibt und durch Verdunstung die Luftfeuchtigkeit in der Halle erhöht.

Folgende technischen Verbesserungen kämen in Frage.

Rückgewinnung über Wärmetauscher in der Abluft; scheidet aus zu teuer.
Entfeuchter teuer und produziert im Sommer zu viele Wärme; scheidet wahrscheinlich auch aus.
Bleibt eine Abdeckung für das Becken über.

Muss jedoch idiotensicher sein. Wird ca.7 mal am Tag betätigt von einem Nutzerkreis von ca. 30 Personen..

Muss funktionieren nach dem Prinzip: Licht an im Umkleidebereich – Abdeckung öffnet sich, Licht wieder aus Abdeckung schließt sich.

Wie sieht das bei dir aus, eventuell Kinder?????

Werde mal ein paar Angebote einholen.

Mit freundlichen Grüßen
Uwe
martin
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Beitrag von martin »

hallo Uwe,

sorry war länger net doa, hab deine Kommentierung glatt überlesen.

Also Beckengröße und Deine Naßräumlichkeiten scheinen ja mit unseren vergleichbar zu sein.

Also ganz klar gesprochen, Entfeuchtung nur über Frischluftzufuhr ist tatsächlich glatte Verschwendung, da heizt Du ja den Himmel;-)

Im Prinzip gibt es ja 2 Möglichkeiten, eine hattest Du ja schon erwähnt.

1. Der elektrische Entfeuchter, bei uns läuft der im wesentlichen nur, wenn das Schwimmbad benutzt wird, klar die Abdeckung ist dann weg und wenn unsere 3 Kinder das Schwimmbad (meist auch noch mit Feunden) bevölkern ist eh alles unter Wasser. Da läuft die Entfeuchtung die ganze Zeit (durch den kompressor kein schönes Geräusch, geht allerdings bei den Kids im Lärmpegel unter;-))
Da ich einen Stromzähler direkt hinter dem Entfeuchter habe, kann ich den Strombedarf sehr genau angeben. Der liegt bei ca. 6KW/h pro Tag, ergbit besagt 2MW/h pro Jahr. Die nöchste Entfeuchtungsanlage würde ich hinterwandig mit Strömungskanälen montieren, da dann die Kompressorgeräusche nicht so den Badebetrieb stören. Letztlich ergibt der Luftentfeuchter bei der Wärmerückgewinnung ca. 1 zu 3, ergo ca. 6MW/h pro Jahr an Hallenheizung.
Die Frischluftzufuhr habe ich selbst mit einer eigenen Konstruktion realisiert. Damit insbesondere bei Badebetrieb frische Luft in die Halle strömt, öffnet sich einfach durch Betätigung der elektrischen Schwimmbadabdeckung eine Klappe, die ein ca. 200mm Lüftungsrohr öffnet, welches direkt unterhalb der Ansaugung der Entfeuchtungstruhe endet. Durch die laufende Entfeuchtung wird dann Frischluft von Außen angesaugt und erwärmt der Halle zugegeben. Durch Einstellen der Klappe kann die Luftmenge sogar reguliert werden. Wird die Schwimmbadabdeckung wieder geschlossen, schließt sich auch diese Frischluftklappe wieder, bei geschlossener Abdeckung brauchts ja auch nicht ständig frische Luft!
2. Ich hatte auch schon mit einem Luft/Luftwärmetauscher geliebäugelt, dabei wird kalte Außenluft angesaugt über eine Heatpipe mit der feuchten Innenluft getauscht und der Halle zugeführt. Ergebnis ist immer frische Luft in der Halle und zugleich eine erhebliche Wärmerückgewinnung, da die nach außen geführte Schwimmhallenluft runtergekühlt wird. Leider ist der Anschaffungspreis solcher Anlagen sehr hoch (Kenne nur Firma Airstream ab ca. 8k€ für die Einsteigeranlage)

Nun zur automatischen Schwimmbadabdeckung:
Sollte eigentlich kein Problem sein, einen Motor mit Welle und Schwimmbadabdeckung zu installieren. Das entscheidene ist lediglich die richtige Abdeckung auszuwählen, denn dünne Luftpolsterfolien funktionieren damit nicht. Nur wirklich dicke (min 10mm) Thermoabdeckungen und Rolladensysteme funzen automatisch. Damit ist ein 10 x 4 m Becken in ca. 3-4 Minuten aufgedeckt (zumindest bei uns).
Da der Motor über ein Getriebe läuft und nur niedrige Drehzahlen hat, hält der sicherlich ewig.
Nun, immer muß das Becken ja auch nicht zugedeckt werden (zumindest wenn 20 min später die Nächsten baden wollen), aber selbst bei 1/2 tag mit Abdeckung wird die Ersparnis noch erheblich sein.

Also 30 Personen am Tag ist natürlich eine sehr intensive Nutzung, manche Tage bin ich der Einzige der bei uns schwimmt, unsere Kinder je nach dem alle 2..3 Tage.

Da ich auf der Suche nach einem preisgünstigen Wärmemengenzähler bin, vielleicht hast Du eine Idee wo ich sowas günstig herbekomme?


Grüße
martin
Amateur
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Beitrag von Amateur »

Hallo liebe Mitstreiter im Kampf gegen die Energiekosten,

ich habe auch lange hin und hergerechnet, was die günstigste Form der Luftaufbereitung ist. Ursprünglich hatte ich ebenfalls eine reine Frischluftanlage Baujahr Ende der 70er, d.h. warme feuchte Hallenluft raus und kalte, trockene Außenluft rein. Die Außenluft wurde dabei durch einen an die Heizung angeschlossenen Wasser/Luft Wärmetauscher auf Hallentemperatur erwärmt. Da das, wie oben schon gesagt wurde, die reine Energieschleuder war habe ich die Anlage dann (damals noch ohne groß zu rechnen) gegen einen Truhenentfeuchter ausgetauscht (Kaut 3010). Das Teil war allerdings ein echter Reinfall. Wenn man die Stromaufnahme gegen die entzogene Wassermenge gegengerechnet hat zahlte man genausoviel Stromkosten wie vorher Heizkosten. Das lag hauptsächlich an den viel zu kleinen Wärmetauschern, die den rechnerisch guten COP der Wärmepumpe total zunichte machten. Außerdem war der ständige Kühlschranksound in der Halle nicht besonders angenehm.

Ich habe deshalb das Gerät wieder rausgeworfen und im Zuge einer kompletten Hallensanierung eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung eingebaut. Aufgrund beengter Platzverhältnisse musste die Anlage unter das Dach. Deshalb konnte ich kein fertiges Gerät einsetzen, sondern musste die Komponenten (Wärmetauscher, Lüfter, Filter usw.) dezentral montieren. Als Wärmetauscher habe ich dabei einen Gegenstrom-Kanalwärmetauscher von der Firma Paul www.paul-lueftung.net eingesetzt. Diese Firma verkauft nicht nur Komplettgeräte sondern auch einzelne Wärmetauscher. Diese sehr guten Tauscher sind für relativ preiswert. Meiner hat gerade mal 350 EUR gekostet. Zusätzlich braucht man dann nur noch zwei gute Lüfter, z.b. elektronisch kommutierte DC-Lüfter von EBM, zwei Filter und eine einfache Steuerung. Zusammen mit den speziell angefertigten Gehäusen und Lüftungskanälen (Eigenbau) hat das keine 2000 EUR gekostet.

Meine Halle ist euren recht ähnlich. Ca. 30 m² Wasserfläche in 70m² Halle. Da das Becken vom Wohnbereich aus sichtbar ist verwende ich aus optischen Gründen allerdings keine Abdeckung.

Viele Grüße,
Andreas
martin
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Beitrag von martin »

hallo amateur,

das Konzept klingt sehr gut, wenn nicht so gar das Optimum an derzeitiger effizienter Klimatisierungstechnik.
Ich hatte vor einem Jahr auch damit geliebäugelt, war dann aber nur auf das Komplettsystem von airstream gestoßen, welches mir bei weitem zu teuer erschien (>8k€).
Aber so wie es klingt werde ich wohl im nächsten Frühjahr eine neue Baustelle aufmachen. Hab noch Platz im Nebenraum und könnte dort so eine Luft/Luft Wärmerückgewinnung auch selbst bauen.
Dann werd ich die Kaut 5010 rauswerfen, das Geniale an solchen Anlagen ist natürlich auch der geringe Wartungsaufwand, denn der Kompressor einer elektrischen Entfeuchtungsanlage hält nur begrenzt und muß hinsichtlich des Kältemittels alle 2 Jahre gewartet werden.

Wie siehr denn Deine Energiebilanz aus hinsichtlich der notwendigen Wärme für Wasseraufheizung und Hallenerwärmung pro Jahr?
Wie liegt den der Tauscherwirkungsgrad des Luft/Luftwärmetauschers - also am Ende der Wirkungsketter (Luftauslass Schwimbad und Lufteintritt Außen)?

Lt. Paul bei 80-90% für den Wärmetauscher, aber ich denke das läßt sich ja bei Dir leicht nachmessen aufgrund der bekannten Luftvolumina und der Temperaturdifferenzen.

Würde gerne im März/April mir Deine Anlage mal anschauen um mir ein genaues Bild zu machen für meine eigene Planung - wenn's geht.

Wie heißt es so schön, lieber gut kopiert, als schlecht selber gemacht;-)

Vielleicht solltest Du die Bauanleitung bei e-bay verkaufen;-))

grüße
martin
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