Leistungsberechnung eines konventionellen Wärmetauschers

Artikel-Nr.: MZ38x

Der konventionelle Wärmetauscher wird nach der Filteranlage in die Düsenleitung eingebaut.
Wir empfehlen zum Anschluß an den Filterkreislauf den Einsatz von Messing/PVC-Verschraubungen (siehe unter Zubehör).
Nähere Infos in der Detailansicht.


Berechnung des Energiebedarfes
Für die Berechnung des Energiebedarfs Deines Pools ist nicht die Aufheizzeit des gesammten Beckenvolumens, vom frisch eingelassenen Kaltwassers bis zur ersehnten Maximaltemperatur maßgebend, sondern lediglich die Energieverluste die pro Tag im Beckenwasser entstehen.

Ein Schwimmbad welches beispielsweise unbeheizt täglich 2°C verlieren würde, braucht nur die Energiemenge, um diesen Verlust wieder auszugleichen.

Mit der Formel Q = m x c x DT kann man die Aufheizzeit und den Wärmebedarfs der Wärmetauscher errechnen.
Q = Wärmemenge
m = Wassermasse (1,0044)
c = spez. Wärmekapazität (1,16)
DT = Differenztemperatur


Beispiel 1:
Ein Becken mit einem Wasserinhalt von 20m³ verliert täglich 2°C an Temperatur.
Q(kWh) = m (20m³ x 1,0044) x c (1,16) x DT (2°)

Q = 46,6kWh = benötigte Energie.


Berechnung der Heizleistung
Die Beheizung des Schwimmbades erfolgt, wenn nicht über einen direkt mit Schwimmbadwasser durchströmten Solar-Absorbers, oft über die Zentralheizung, einer Solar-Kollektoranlage, einer Wärmepumpe oder eines Elektro-Wärmetauschers.
Bei den beiden Letztgenannten sind die Heizleistungen bereits vorgegeben und man braucht diese nur noch in der entsprechend notwendigen Zeit laufen zu lassen.
Bei der Wärmebedarfsberechnung eines Privathauses, bleibt der Wärmebedarf eines geplanten Schwimmbades unberücksichtigt.
Man muß sich folglich mit der vorhandenen Heizleistung der bauseitigen Heizung oder einer eventuell vorhandenen Kollektoranlage begnügen.
In den meisten Fällen ist die Heizleistung des Heizkessels für die zusätzliche Beheizung eines Schwimmbades ausreichend.
Problematisch wird es mit der Heizleistung der bauseitigen Sonnen-Kollektoranlage, die meist unterdimensioniert ist.


Der Wärmetauscher
Die Energie aus dem Heizkessel oder der Solar-Kollektoranlage wird über den Wärmetauscher an das Schwimmbadwasser übertragen.
In dem Wärmetauscher werden die Temperaturen der Heizung an das Schwimmbadwasser übertragen, ohne dass sich die beiden Flüssigkeiten berühren.
Hierbei ist es wichtig mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad und einem möglichst kleinen Widerstand diese Wärmeübertragung zu gewährleisten.
Bis zu einer Wassergeschwindigkeit von 2,5m/s fliessen die Wasserteilchen in einem Rohr linear (gleichgerichtet). Ab dieser Geschwindigkeit strömen die Wasserteilchen turbulent (es entstehen Wellen und das Wasser überschlägt sich). Diese Turbulenz erzeugt neben eines höheren Geräuschpegels auch einen deutlich höheren Widerstand.
Dies bedeutet, daß die Förderpumpen bei maximalem Energieverbrauch nunmehr weniger Wasser fördern.
Da aber eine turbulente Strömung einen besseren Wärmeübergangswert erreicht, sind die inneren Heizwendeln unserer Wärmetauscher derart angeordnet, daß das vorbeifließende Wasser auch schon bei deutlich niedrigeren Fliessgeschwindigkeiten Turbulenzen erzeugen.
Da Tests und Praxis dies bestätigen, können es sich unsere Wärmetauscher leisten, ihren Wärmetauscherkörper zu vergrößern um weitere unnötige Widerstände zu verringern, aber trotzdem schon bei niedrigeren Wassergeschwindigkeiten eine turbulente Strömung zu erzeugen.
Somit ist ein besserer Wärmeübergang gegeben und die Filterpumpe wird weniger zusätzlich belastet.


Die Leistung des Wärmetauschers
Die Leistungsangabe unserer Wärmetauscher erfolgt nach DIN, bei einer Eingangstemperatur von 90°C und einer Ausgangstemperatur von 70°C.
Bei der Auslegung des Wärmetauschers, sollte man berücksichtigen, daß die meisten heutigen Hausheizungen Niedertemperaturkesseln sind, deren Arbeitstemperatur etwa 20° niedriger liegen.
Bei einer Temperaturspreizung von 70°C/55°C, zwischen Vor- und Rücklauf der bauseitigen Heizung verringert sich die Übertragungsleistung des Wärmetauschers um etwa 15-20%.
Bei einer Temperaturspreizung von 50°C/40°C etwa 30%.
Bei Kollektoranlagen liegen die Übertragungsleistungen des Wärmetauschers oft deutlich unter 50%.
Bei der Auslegung des Wärmetauschers sollte auch ein Wirkungsgradverlust von 15-20% berücksichtigt werden.

Beispiel 2:
Ein Becken mit einem Wasserinhalt von 10m³ soll um 5° hochgeheizt werden.
Q(kWh) = m (10m³ x 1,0044) x c (1,16) x DT (5°)

Q = 58kWh = benötigte Energiemenge.

Die bauseitige Niedertemperatur-Zentralheizung hat bei einer Temperaturspreizung von 70°C/50°C beispielsweise eine Maximalleistung von 25kW.
Der 40kW-Wärmetauscher hat bei dieser Temperaturspreizung (ca. 20% Leistungsminderung wegen Niedertemperatur) nur noch eine Maximalleistung von 32kW.
Weitere 20% reduzieren die Leistung wegen Wirkungsgradverluste auf nur noch max. 25,6kW.
In diesem Fall kann also die bauseitige Heizung ihre volle Leistung über diesem Wärmetauscher übertragen. Die Aufheizzeit für die Energiemenge von 58kWh beträgt somit etwa 2,5 Stunden.

(letzte Änderung vom 15.02.05)

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