Informationen zur Auslegung und Betrieb von Wärmetauschern & Elektroheizer

1. Auslegung von Wärmetauschern:

Zur Aufheizung von 1 m³ Wasser (1.000 Liter)  um 1 °C benötigt man 1,16 kWh (1,16 kW x 1 Stunde).

Beispiel auch: 10 m³ Beckenwasser um 1 °C aufzuheizen = 11,6 kWh x (z.B. 1,16 kW Heizleistung über 10 Std. lang).
• Der Wärmebedarf des Baukörpers + Wärme-Abstrahlung + Verdunstung in Ruhebetrieb sowie Badebetrieb sind in dieser Berechnung nicht enthalten - nur alleinig das Beckenwasser! Resultierend - messen oder ermitteln Sie Sie den täglichen Temperaturabfall Ihres Beckens.
 

Schwimmbecken, Pools verlieren erfahrungsgemäß a. Tag, je nach Bauweise und Betriebsweise (Transmission und Verdunstung) überschlägig 1 bis 2 °C. Dies ist nachzuheizen. Dabei sind Wärmegewinn durch Sonneneinstrahlung gegebenenfalls zu beachten. Erstere Aussage, 2 °C Verlust, dürfte für die Übergangszeit abgedeckter Freibäder und für unabgedeckte Schwimmhallen zutreffen.
Um 1 m³ Beckentemperatur für die 2 grd Wärmeverlust nachzuheizen, werden ca. 2,3 kWh Heizleistung benötigt. Für ein Schwimmbecken 40 m³ (2,3 kWh x 40 m³) würden entsprechend ca. 93 kWh benötigt  - das entspricht einem Wärmetauscher 9 kW x 10 Std.

In der Becken-Erstaufheizung würden wir dann die Filteranlage & Heizung über die nötigen Tage 24 Std. durchlaufen lassen. Die höhere Temperaturspreizung zwischen Heizungsvorlauf und der niedrigen Beckenwassertemperatur bringt zudem deutlich höhere Leistungsparameter (nachvollziehbar im Pahlen Berechnungsprogramm!). Nicht zu vernachlässigen ist der Beckenkörper z.B. gemauert oder in Betonbauweise. Dieser ist in der Erstaufheizung mit einzubeziehen. Ein mal aufgeheizt, dient dieser als Wärmespeicher. Eine gute Isolierung sowie grundwasserfrei bringt Energieersparnis.

2. Wärmetauscher - Auswirkung Heizungs-Vorlauf zur Beckenwasser-Temperatur

Leistungsangabe der Pahlen Wärmetauscher - die Temperaurspreizung:
Pahlen rechnet seine Heizleistung in 90 °C Heizungs-Vorlauftemperatur zu 30 °C Beckenwasser.
Das entspricht einer Temperaturspreizung 60 Grad und bringt sehr hohe Leistungswerte, welche im Realbetrieb kaum erreicht werden.

Wer heizt heute aber noch im Schwimmbad mit 90°C Heizungs-Vorlauftemperatur ?

Üblich sind doch mittlerweile Heizungs-Vorlauftemperaturen von 50 °C. - 90 / 70 °C eventuell Ölheizung, wenn man den Kessel "hoch fährt"

Wir liefern zu unseren Pool Wärmetauschern konkrete Leistungsdaten zu 90° Heizungs-Vorlauf + 60° + 50 °C ! - das Pahlen Online- Berechnungsprogramm noch weit mehr.
Bei einer Heizungsvorlauftemperatur in nur 50°C reduziert sich die Wärmetauscher- Heizleistung auf ca. 30 % der 90 °C - Nenn-Leistungsangabe, bei Halbierung des Temperaturunterschiedes Heizungs-Vorlauftemperatur zur Schwimmbadwassertemperatur halbiert sich die Heizleistung.

Erstaufheizung Beckenwasser von 12 °C auf 30 °C - die immense anfängliche Temperaturspreizung bringt sehr hohe Anfangs- Leistungswerte. Dies ist lediglich von Bedeutung, wenn das die Heizungsquelle (Heizkessel, Wärmepumpe usw.) auch her gibt.
Dies alles unter Voraussetzung: die Durchflußmenge heizungs- schwimmbad- wasserseitig bleibt konstant wie angegeben.

Der Wärmetauscher Hersteller; Firma Behncke gibt "neu" Heizungs-Vorlauftemperaturen von 70 °C an - aber zu welcher Becken-Wassertemperatur ?

 

MaxDapra rechnet mit 90 °C sowie 60 °C Heizungs-Vorlauftemperatur - gleicher Sachverhalt wir zuvor - bitte zu welcher Beckenwasser-Temperatur ?

Die Beckenwassertemperatur, ist ein entscheidendes Kriterium zur "benannten" Heizleistung.

3. Anmerkungen zum Wärmetauscher für Solar- "Kollektoren"
Wir werden oft aufgefordert, einen Wärmetauscher für vorhandene Pools und bauseitige „Heizungs - Kollektoranlagen“ auszuwählen / auszulegen, - das können wir nicht. Wir kennen die Leistung bzw. Parameter der Kollektoranlage nicht.
Den „Hut für die Auslegung“ muß sich der Lieferant Ihrer Kollektoranlage aufsetzen, dieser muß berechnen. In unseren hinterlegten Produktinformationen sind die einschlägigen Parameter  angegeben, danach kann entsprechend der Kollektorleistung und Beckenparameter gerechnet werden.
So sind die primären Volumenströme z.B. bei einem 40 kW Wärmetauscher 90° Vorlauf, bzw. 12 kW bei 50°C Vorlauf auf 1,5 m³/h definiert. Eine handelsübliche Haus-Kollektoranlage bringt aber bei bestenfalls "Super Sonnenschein" 70 oder 90° C Vorlauftemperatur (Röhrenkollektoren) bei eventuell nur 0,5 m³/h Volumenstrom. Das sind aber 33 % der Volumenstromvorgabe primärseitig. Resultierend ergibt sich aus 0,5 m³/h Volumenstrom ca. 1/3 Leistung laut Leistungsparameter des Wärmetauschers.
Scheint die Sonne nicht, geht‘s noch weiter runter. So werden aus 12 kW nur max. 6 kW oder deutlich weniger (bei kaum Sonne). Hinzu kommt, die Temperaturspreizung zwischen Sonneneinstrahlung und Kollektortemperatur ist gerínger gegenüber dem Schwimmbadabsorber. Der Schwimmbadabsorber wird bei fachgerechter Konzeption mit Beckenwassertemperatur ca. 20 / 30°C durchströmt. Resultierend nimmt der Schwimmbadabsorber weitaus mehr Wärmeenergie gegenüber dem "heißen" Kollektor auf. Sind Sie unsicher, wählen Sie den größeren Typ für mehr Effizienz, oder rüsten später nach - koppeln an.

Eines kann der Wärmetauscher allerdings nicht, "selbst Energie erzeugen", er überträgt nur bereitgestellte Leistung von vorhandenen Heizquellen.
 

4. Elektroheizer Auslegungsrichtlinie - Empfehlung von Pahlen für Elektroheizer - Mindestbemessung für abgedeckte Becken :
* Freibäder ca. 300 Watt / m² Beckenfläche
* Hallenbad ca. 200 Watt / m² Beckenfläche
* für zügigere Aufheizung oder höherer Energieaustrag ca. 500 Watt / m² Beckenfläche

Zur Aufheizung von 1 m³ Wasser (1.000 Liter) um 1 °C benötigt man 1,16 kWh ( 1,16 kW x 1 Stunde).
Beispiel auch: 10 m³ Beckenwasser um 1 °C aufzuheizen = 11,6 kWh x (z.B. in 10 Std. = 1,16 kW Heizleistung über 10 Std. lang).
• Der Wärmebedarf des Baukörpers + Wärme-Abstrahlung + Verdunstung in Ruhebetrieb sowie Badebetrieb sind in dieser Berechnung nicht enthalten - nur alleinig das Beckenwasser! Resultierend - messen oder ermitteln Sie Sie den täglichen Temperaturabfall Ihres Beckens.
 

Pools verlieren erfahrungsgemäß a. Tag, je nach Bauweise und Betriebsweise (Transmission und Verdunstung) überschlägig 1 bis 2 °C. Dies ist nachzuheizen. Dabei sind Wärmegewinn durch Sonneneinstrahlung gegebenenfalls zu beachten. Erstere Aussage: 2 °C Verlust, dürfte für die Übergangszeit abgedeckter Freibäder und für unabgedeckte Schwimmhallen zutreffen. Um 1 m³ Beckentemperatur für die 2 grd Wärmeverlust nachzuheizen, werden ca. 2,3 kWh Heizleistung benötigt. Für ein Schwimmbecken 40 m³ (2,3 kWh x 40 m³) würden entsprechend ca. 93 kWh benötigt  - das entspricht z.B. einem Wärmetauscher 9 kW und einer Heizzeit von 10 Std = 90 kWh.

5. Wichtiger genereller Hinweis zur Installation und Betrieb der Wärmetauscher & Elektroheizer:

Wir hatten in den letzten Jahren verschiedene Mängelanzeigen, wie: Heizstäbe der Elektroheizer korrodiert, Heizstäbe inaktiv - werden nicht warm - durchgebrannt, Wärmetauscher bringt keine Leistung, Wärmetauscher undicht, ... usw.

Bei den Reklamationen konnte kein herstellerseitiger Mangel nachvollzogen werden. Es waren "einfach nur" falscher Einbau und aggressive Wasserparameter - weit über oder unter den Grenzwerten der Materialverträglichkeit.

• Elektroheizer - Heizstäbe wirkungslos, werden nicht warm: der Elektriker hatte beim Test, nach der Elektroinstallation, ohne Wasserfüllung zu-geschaltet - "alle" Heizstäbe waren natürlich durchgebrannt!

• Wärmetauscher & Elektroheizer - Heizstäbe oder Teile korrodiert: die Wasser-Grenz-Parameter wurden nicht eingehalten. Entweder waren hohe Anteile an Metallen oder Chlorid im Beckenwasser, oder der pH-Wert wurde über lange Zeit im sauren Bereich unter pH 7 gehalten. Das ist tödlich für die Materialien.

• Wärmetauscher V4A undicht: pH Wert über lange Zeit zu niedrig, somit erfolgte eine Korrosion und Ablehnung der Hersteller-Gewährleistung. Unser Einspruch: "kann doch im Pool mal kurzzeitig passieren" ging beim Hersteller Pahlen ins Leere.

• Elektroheizer durchgebrannt: Elektroinstallation fehlerhaft - die Sicherheitsabschaltungen (Thermostat + Paddel + Übertemperaturschutz + Kontakt des Schützes + Kontakt von Filterpumpe / Steuerung) wurden nicht in den Stromkreis eingebunden / in der Funktion bedacht.

• Wärmetauscher bringt keine Leistung: falsche Strömungsrichtung oder mangelhafte - zu niedrige - Durchströmung mit Poolwasser oder Heizungswasser. Die Leistung für geringerer Durchströmung läßt sich im Pahlen-Online-Berechnungsprogramm finden.

Resultierend aus zuvor:

• Strikt auf Wasserparameter - Grenzwerte achten! - die Eckdaten sind in unserer Produktbeschreibung sowie der Montage - Betriebsanleitung zu finden.

• Strikt die Montage sowie Betriebsanleitung beachten! - Heizer & Wärmetauscher immer Wasser-gefüllt und entsprechend der Herstellerangaben installieren & betreiben.

• Heizer oder Tauscher defekt: bei Problemen müssen die reklamierten oder defekten Wärmetauscher & Elektroheizer ins Werk zu Überprüfung. Das dauert etwas. Für Elektro-Heizer sind alle Teile als Ersatzteil erhältlich.

• Bei Reklamationen muß die "Einbausituation per Foto" dokumentiert mitgeliefert werden.

6. Wärmedarf eines Schwimmbeckens in Abhängigkeit zur Lage und Nutzung

Wärmebedarf aus den Fachbuch Saunus "Planung von Schwimmbädern" und Tabellen von "KVS - Wärmepumpen"
Nachstehenden Tabellen zeigen, welchen wesentlichen Einfluss die Lage eines Schwimmbeckens auf den Energiebedarf hat.
In geschützter Lage befinden sich mindestens an zwei Seiten in Beckennähe hohe Mauern oder Gebäudeteile.
In teils geschützter Lage wird das Becken durch Bäume oder Sträucher geschützt.
In freier Lage ist das Schwimmbad rundum frei; dieses sollte jedoch möglichst vermieden werden.

• Pool - Abdeckungen bringen eine Energie-Ersparnis von ca. 50 % (je nach Qualität) - verhindern die Verdunstung in Badebetrieb - Ruhephasen.

• die Beckenabdeckung sollte Sonnenstrahlen durch-lassen = Wärmegewinn, oder man vergrößert die Beckenfläche mittels Pool-Absorbern - natürlich geregelt.