Verdunstung Schwimmhalle nach VDI 2089

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Crni
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Verdunstung Schwimmhalle nach VDI 2089

Beitrag von Crni »

Hallöchen,

hab mir gestern Abend mal zwei kleine Rechenprogramme gebastelt um die Verdunstungsmenge vom Poolwasser einer Schwimmhalle zu berechnen. Zwei Programme deswegen, weil ich einmal die alte Variante nach VDI 2089 genommen habe und einmal die neue aus dem Entwurf der zukünftigen VDI 2089. Weiß eigentlich jemand ob die neue Version inzwischen gültig ist? Der Entwurf der mir vor lag war noch aus dem Jahr 2006. Na ja, wie dem auch sei, ich wollte jetzt hier an dieser Stelle nur nochmal nachfragen ob meine Ergebnisse stimmen, vielleicht hat ja jemand ähnliche Programme und kommt auf die gleichen Ergebnisse, sodass ich dann weitestgehend sicher sein kann, dass ich keine Fehler in der Berechnung habe. Gern würde ich den Rechenweg hier rein setzten, aber das ganze ist mit Maple gerechnet, so dass es etwas umständlich zu lesen ist ohne Formatierungen.

Ich habe mit einer Wasseroberfläche von 28 qm, einer Raumtemperatur von 32°C, einer Wassertemperatur von 30°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 48% gerechnet. Dabei komme ich auf 2744,8 g/h Verdunstung mit der "alten" Variante und 2737,6 g/h mit der "neuen" Variante (jeweils für ein nicht abgedecktes Privatbecken in Ruhe). Auf den ersten Blick scheint es also keine großen Unterschiede im Ergebnis der beiden Verfahren zu geben, auch wenn sie sich in der eigentlichen Rechnung doch schon deutlich unterscheiden. Hat jemand eine Ahnung ob das immer so ist, oder steckt hier doch noch irgendwo ein Rechenfehler drin, da ich mich sonst frage, wozu das Rechenverfahren geändert wurde...

Wie ist das mit der in der VDI angegebenen Schwülegrenze? Der Partialdruck des Wasserdampfes sollte nicht über 22,7 hPa liegen. Ich habe deswegen die Luftfeuchtigkeit bis auf 48% drücken müssen um diesen Wert einzuhalten. Ist das sinnvoll, oder ist das Baden auch bei einem höheren Partialdruck angenehm? Zehn Prozentpunkte mehr würden immerhin schon eine Ersparnis von ca. 0,7 l Wasserverdunstung (dann also nur noch 2 l/h) ergeben!?

Nun weiter zum Wärmetauscher für das Beckenwasser: Bei 38°C Heizwasser-VL leistet der Plattenwärmetauscher 17 kW, wenn ich das Schwimmbeckenwasser mit 30°C fahre. Nehme ich nun die 2,75 l/h Beckenwasserverdunstung mal 0,628 kWh/l (hergeleitet aus der spez. Verdampfungswärme von Wasser i. H. v. r=2260 J/g) dann benötige ich 1,727 kW pro Stunde um das Beckenwasser nachzuheizen!? Transmissionswärmeverluste durch Beckenwand und -Boden vernachlässige ich jetzt mal. Würde bedeuten bei einer Heizleistung von 17 kW bei meinem Wärmetauscher würde die Heizung also pro Stunde ca. sechs Minuten laufen!? Richtig so?

Mh, also ich wäre dankbar wenn jemand diese Rechnungen bestätigen könnte, so langsam muss ich mal wieder ein bisschen weiter planen, da die Bauarbeiten dieses Jahr gut vorangekommen sind und die Inbetriebnahme doch endlich nächstes Jahr statt finden soll.

Grüße,

Thomas
hotte
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Beitrag von hotte »

Hallo Thomas,

ich kann Deinen Ausführungen nicht so ganz folgen : Auf der einen Seite rechnest Du mit der VDI alt/neu und empfindest einen Unterschied von weniger als 0.5% als 'deutlich'. Auf der anderen Seite vernachlässigst Du mal so grad eben die komplette Transmission :shock:
Sicher, Verdunstung bei einem nicht abgedeckten Becken wird den Löwenanteil machen, aber die Rechnerei im Promill-Bereich bringt nix (übrigens ist der Wert von 2260 J/g falsch, der ist für 100°C, bei einer Wassertemperatur von 30°C liegt er bei ca. 2429.337773 J/g :twisted:)
Wenn Du genau rechnen willst, mußt die zugrundelegende Physik nehmen; such hier im Forum oder google nach Mollier-Diagramm, Magnus-Formel usw. (dann wirst Du auch sehen, daß diese Änderungen in der VDI vermutlich empirische Faktor-Anpassungen für die Luft-/Wellenbewegung an der Wasseroberfläche sind)

Gruß,
Horst
Crni
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Beitrag von Crni »

Hallo Horst,

könnte es sein, dass Du da was evtl. falsch verstanden hast, oder ich mich ungenau ausgedrückt habe!? Ich meinte nicht, dass der Unterschied zwischen den Ergebnissen nach neuer/alter VDI 'deutlich' ist, sondern der Rechenweg. Mein Ergebnis war ja gerade das, dass beide berechneten Werte im Prinzip gleich sind! Das lässt bei mir die Frage aufkommen, wieso man das Rechenverfahren "überarbeitet" hat, wenn dann doch wieder die gleichen Ergebnisse raus kommen wie vorher. Es wurde tatsächlich der empirische Faktor geändert, aber trotzdem kommt das gleiche Ergebis raus... Das erschien mir etwas unlogisch, weswegen ich hier im Forum wissen wollte, ob jemand auf die gleichen Ergebnisse kommt, falls jemand in der Lage ist sie selber zu berechnen, damit ich weiß ob ich irgendwo einen Fehler im Algorithmus hab.

Was die Physik betrifft, die steckt in beiden Rechenwegen drin. Die Magnusformel ist ja genau die Formel die ich brauche um den Sättigungsdruck bei Wassertemperatur zu berechnen, und auch für den Partialdruck brauch ich die Magnusformel, nur dass ich hier erstmal den Sättigungsdruck bei Lufttemperatur berechne und das mit der relativen Luftfeuchtigkeit verrechne um so den Partialdruck zu erhalten. Genau das hab ich ja getan, sonst hätte ich keine Ergebnisse in meinen Berechnungen erhalten. Genau das ist ein Teil des Algorithmus' um die Verdunstungsmengen zu berechnen.

Fallen die Transmissionswärmeverluste beim Becken tatsächlich mit ins Gewicht? Bisher hab ich in der Literatur immer nur gelesen, dass man diese vernachlässigen kann, vorausgesetzt das Becken steht nicht ungedämmt da.

Danke für den Hinweis, dass die 2260 J/g falsch sind, kann ich dann ja mal ändern. Aber wo hast Du Deinen Wert denn her? Hab selber grad gesehen, dass der Wert aus meiner Formelsammlung nur auf 100°C und 1013 mbar bezogen ist.

Grüße,

Thomas
Axel Zdiarstek
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Beitrag von Axel Zdiarstek »

hallo thomas,

die schwülegrenze ist bei 30°C und 54% RLF deffiniert.
nach magnus zu rechnen ist ziemlich aufwendig.....
nach der DIN tabelle zu gehen ist ziwmlich ungenau....

wie genau muss man es denn überhaupt haben / wissen ?
für die zu berechnende raumentfeuchtungsanlage reicht das DIN diagramm aus, warum unnötig schwer machen ?

mit freundlichen grüßen
Axel
hotte
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Beitrag von hotte »

Hallo Thomas,

sorry, wenn wir uns da mißverstanden haben :roll:

Hab mal nachgerechnet (VDI liegt mir nicht vor, also ganz 'normal' mit den besagten Gleichungen ....)
28m^2, Wasser 30°, Luft 32°, ohne Abdeckung, ca. 66l/d bzw. 2.75 l/h - deckt sich also ganz gut mit Deinen Ergebnissen.
Bei der von Axel vorgeschlagenen Konstellation 30° Raum/ 54 % LF und 2 Grad Temp.Abstand Luft-Wasser erhalte ich ca. 50 l/d.
Häufig liest man auch 28° Wasser/ 30° Luft / 60% LF, dann sind es 41.5 l/d.
Diese Temperaturen waren uns persönlich noch zu warm, wenn es der Hallenaufbau von der Feuchtigkeit zuläßt, kann man auch zu nicht genutzten Zeiten die LF bis auf über 70% klettern lassen und zu den Nutzungszeiten auf 60% zurückfahren. So ließe sich der Wert auf etwa 25l/d drücken.
Wesentlich effizienter ist eine Abdeckung, damit könnte man mit Deinen Vorgaben locker in den Bereich um 20 l/d kommen. Und je weiter Du die Verdunstung reduziert bekommst, desto mehr macht sich anteilig die Transmission bemerkbar (bei uns je nach Nutzung höher als Verdunstungsverluste !)

Ich hoffe, ich lieg diesmal nicht daneben, was Deine Frage betrifft 8)

PS : Verdampfungsenthalpie Wasser im Bereich 273-373 K wird als Virialgleichung (Reihenentwicklung) angegeben. Die ersten zwei Glieder reichen :
H = 50.09 - 0.93*(T/1000) - 65.19*(T/1000)^2 [kJ / mol]
Zu finden in jedem guten Physik-Schmöker :)

Gruß,
Horst
Axel Zdiarstek
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Beitrag von Axel Zdiarstek »

@ horst,

das ist kein vorschlag gewesen, das ist die deffinition der schwülegrenze ( in der luft ! nicht im wasser ! )
heiß die wassertemperatur sollte dann 27 - 28°C sein.

mit freundlichen grüßen
Axel
hotte
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Beitrag von hotte »

@Axel,
warum so kurz angebunden :shock:

Daß Schwüle nur in Luft definiert sein kann, war mir irgendwie schon klar :lol:
30° Raum/ 54 % LF und 2 Grad Temp.Abstand Luft-Wasser erhalte ich ca. 50 l/d
Wenn Du nachrechnest, wirst Du auch sehen, daß T-Luft 30° und T-Wasser 28° angesetzt waren - so hatte ich auch geschrieben, es sei denn, Du willst unbedingt den Temperaturabstand nach oben interpretieren.
Definition ist ja schön und gut, aber für mich dann doch nur ein Vorschlag, da ich kein öffentliches Schwimmbad habe und somit nur mein persönliches Empfinden zählt, und wenn das halt nun mal anders als die DIN oder VDI oder wer auch immer ist ...
Abgesehen davon wird es ja nicht von 54 nach 55% schlagartig schwül 8)

schönes Fest und laß die Seele was baumeln über die Feiertage :wink:

Horst
Axel Zdiarstek
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Beitrag von Axel Zdiarstek »

hallo hotte,

die deffinition der schwüle ( wohlfühlbereich ) ist für öffendliche bäder so deffiniert.
und was im öffendlichen schwul ist, ist auch im privaten schwül.
ob das nun im privaten bereich energetisch zu aufwendig ist oder nicht liegt im ermessen des einzelnen.

ob nun in einer anderen konstelation schwül anders empfunden wird oder anders ist - ist ganz was anderes ....

die genannte schwülegrenze ist lüftungstechnisch im öffendlichen bereich so deffiniert ...

mit freundlichen grüßen
Axel
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