DE2450311A1 - Kaeltemaschinenanlage fuer kunsteisbahn und hallenbad - Google Patents

Description

• Kältemaschinenanlage für Kunsteisbahn und Hallenbad Die Erfindung betrifft eine Kältemaschinenanlage, deren Verdampfer einer Kunsteisbahn zugeordnet ist, wobei ein flüssiges Kältemittel mittels einer Pumpe in einem geschlossenen Kreislauf aus einem Sammelbehälter durch das Rohrregister der Kunsteisbahn zurück in den Sammelbehälter geführt ist, und bei der mindestens ein Teilkondensator zur Aufwärmung eines Hallenbades dient.
• Bei Sportzentren, die mindestens eine Kunsteisbahn und ein Hallenbad enthalten, ist es bekannt, die Kältemaschinenanlage der Kunsteisbahn zur Aufheizung des Hallenbadwassers einzusetzen, indem mindestens ein Teil der aus der Anlage im Kondensator abzuführenden Wärme dem Wasser des Hallenbades zugeführt wird.
• Die Aufrechterhaltung einer bestimmten Luftfeuchtigkeit, von beispielsweise etwa 60 % r.F., erfordert einen erheblichen Aufwand, da dafür entweder ein hoher Frischluftanteil oder eine Entfeuchtung der Abluft, die mindestens teilweise als Umluft wieder verwendet wird, notwendig sind. Ein hoher Frischluftanteil, der aufbereitet, beispielsweise im Winter aufgeheizt werden muss, bedingt eine beträchtliche Erhöhung der notwendigen Energiemenge, während für die Entfeuchtung und die dazu notwendige Kühlung eine zusätzliche Kälteanlage notwendig ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für die Einhaltung einer bestimmten Luftfeuchtigkeit im Hallenbad erheblich zu verringern und gleichzeitig eine verbesserte Nutzung der Kältemaschinenanlage der Kunsteisbahn zu erreichen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in der Kältemaschinenanlage parallel zur Kunsteisbahn bezw. zum ihr zugeordneten Sammelbehälter, ein zusätzlicher Verdampfer für das Kältemittel vorhanden ist, der als Luftkühler und Entfeuchter für den Abluftstrom des Hallenbades dient, und dass ferner das den Zusatzverdampfer verlassende Kältemittel sich mit seinem Wärmeinhalt zu demjenigen der Eisbahn addiert und ebenfalls mindestens zum Teil seine vom Abluftstrom aufgenommene Wärme zur Aufheizung des Hallenbades nutzbar gemacht wird. Auf diese Weise kann die für die Einhaltung der relativen Luftfeuchtigkeit benötigte Frischluftmenge erheblich reduziert werden, ohne dass für die Entfeuchtung der Abluft eine eigene Kältemaschine erforderlich ist. Da von der Leistung der Kältemaschinenanlage für die Kunsteisbahn gerade an kalten Wintertagen, an denen ein grosser Frischluftanteil einen besonders grossen zusätzlichen Heizungsaufwand erforderte, nur ein Teil benötigt wird, steht besonders an diesen Tagen die restliche Kältemaschinenleistung für die Luftentfeuchtung der Abluft zur Verfügung, so dass der aufzuheizende Frischluftanteil gering gehalten werden kann. Auf diese Weise ergänzen sich der Kältebedarf für die Kunsteisbahn und derjenige für die Entfeuchtung wechselseitig, so dass auch an kalten Tagen eine bessere Ausnutzung der Kältemaschinenanlage erreicht wird.
• Vorteilhafterweise lar,fi der Kaibemittelfluss durch den Zusatzverdampf er von einem Hygrostaten für die Hallenbadluft gesteuert sein, durch den beisp elsroisn eine diesen Fluss aufrechterhaltende Pumpe ein- bezw. ausgeschaltet wird. Um einen Vorrang der Kunsteisbahn im Bedarf an Kälteleistung zu gewährleisten, kann der Hygrostat von einem Leistungssignal für den Kältebedarf der Kunsteisbahn übersteuert wurden. Reicht im Falle erhöhten Leistungsbedarfs der Eisbahn die Anlage für eine ausreichende Entfeuchtung der Hallenluft nicht aus, so kann eine solche durch Steigerung des Frischluftanteils erzielt werden.
• Als Gefrierschutz für den Luftkühler und Entfeuchter kann weiterhin die Massnahme getroffen sein, dass die Temperatur in dem Zusatzverdampfer mit Hilfe einer Saugdruckregulierung über einem voreingestellten Mindestwert gehalten wird.
• Da aus Sicherheitsgründen eine Beschickung des Luftkühlers mit direkt verdampfendem Ammoniak sehr oft nicht möglich ist, ist es ferner zweckmässig, wenn der Zusatzverdampfer über einen Kälteträgerkreislauf, der ihn mit einem zusätzlichen Wärmeübertrager im Abluftstrom des Hallenbades verb;ndet, indirekt als Luftkühler und Entfeuchter dient, wobei die Vorlauftemperatur des zum Wärmeübertrager strömenden Kälte trägers durch eine Rücklaufbeimischung über einem voreingesteilten Mindestwert gehalten sein kann.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand zweier Ausfiihrungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt in einem Schaltschema den Kältemittelfluss in einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, während Fig. 2 eine Variante von Fig. 1 wiedergibt, in der zwischen dem Luftentfeuchter und dem Zusatzverdampfer ein Kälteträgerkreislauf vorgesehen ist.
• Die Kompressoren 1 der Kältemaschine fördern das aus einem Sammelbehälter 2 angesaugte und in ihnen verdichtete Kältemittelgas, z. B.
• Ammoniak oder eines der bekannten Frigene, in zwei bezüglich des Kältemittelstro1nes parat es liegende Kondensatoren 3 und 4, von denen der eine von dem Beckenwasser eines Hallenbadbeckens 5 und der andere von dem Beckenwasser eines Freibadbeckens 6 gekühlt wird. Beide Beckenwasserkreisläufe werden durch je eine Pumpe 7 aufrechterhalten.
• Das in den Konden:;atoren 3 und 4 kondensierte Kältemittel strömt über ein Entspannungsorgan 8 wieder in den Sammelbehälter 2; aus dem Flüssigkeitssumpf dieses Behälters saugt eine Kältemittelpumpe 10 flüssiges Kältemittel an und fördert es durch das nur schematisch angedeutete Rohrsystem 12 einer Kunsteisbahn 13, in dem sie mindestens teilweise verdampft wird, zurück in den Behälter 2.
• Erfindungsgemäss ist parallel zu dem internen Verdampferkreislauf 36 durch die Kunsteisbahn 13 ein weiterer Verdampferkreislauf 11 vcrgesehen, der von einer Pumpe 14 aufrechterhalten wird. In diesem wird das Kältemittel zur Verdampfung über einen Luftkühler oder Entfeuchter 15, der im Abluftkanal 16 eines Hallenbades 17 vorgesehen ist, gefördert. Zwischen dem Luftkühler 15 und dem Sammelbehälter 2 ist im Kreislauf 11 eine sogenannte Saugdruckreguliervorrichtung 18 vorhanden, durch die der Druck des Kältemittels im Entfeuchter 15 auf einem bestimmten Minimalwert gehalten wird, so dass die zugehörige, sich bei einem Dampf-Flüssigkeitsgemisch einstellende Temperatur des Kältemittels im Entfeuchter 15 ebenfalls auf einen bestimmten Minimalwert begrenzt ist, um ein Einfrieren des Luftkühlers 15 zu vermeiden. Die Saugdruckregelvorrichtung 18 besteht in bekannter Weise aus einem von einem Druckfühler gesteuerten Drosselorgan für das im Kreislauf 11 fliessende Kaltemittel.
• Im nur stark schematisiert wiedergegebenen Abluftkanal 16 ist neben dem Abluftventilator 19 ein Lufterhitzer 20 angedeutet, durch den der entfeuchtete TTiluftaiteil wieder aufgeheizt werden kann, wobei der Erhitzer 20 entweder durch eine konventionelle, unter Umständen elektrische, Heizungsanlage oder mindestens teilweise durch die Kondensationswärme des Kondensators 3 aufgeheizt sein kann. Gegenüber bekannten Anlagen, bei denen die gekühlte und entfeuchtete Umluft für das Hallenbad vollständig durch die Kondensatorwärme aufgeheizt wird, hat diese teilweise Aufheizung durch eine konventionelle Heizungsanlage den Vorteil, dass die Kondensationstemperatur der Kältemaschinenanlage relativ niedrig gehalten werden kann, so dass eine Wirkungsgradverschlechterung der Kältemaschine infolge -- bei einer Erhöhung der Kondensationstemperatur -- erhöhter Verdichterleistung nicht eintritt.
• Im Hallenbad 17 ist ein Hygrostat 21 angeordnet, durch den über einen Ein-Aus-Regler 22 die Pumpe 14 im Entfeuchterkreislauf 11 ein- und ausgeschaltet wird, wenn die Luftfeuchtigkeit im Bad 17 über einen eingestellten Sollwert ansteigt bezw. unter diesen absinkt.
• Nach einer Fortentwicklung der Erfindung wird das Signal des Hygrostaten 21 am Regler 22 übersteuert von einem dominierenden Signal des Leistungsreglers 23, durch den der Leistungsbedarf der Kunsteisbahn 13 mit Hilfe einer an sich bekannten Regelung der Kompressoren 1 in Abhängigkeit von einem, den Dampfdruck im Behälter 2 messenden Druckfühler 24 sichergestellt wird; auf diese Weise können dem Luftentfeuchter 15 nur dann Leistungsanteile der Kältemaschine zufliessen, wenn für die Kühlung der Kunsteisbahn 13 nicht die volle Leistung der Kältemaschinenanlage benötigt wird.
• Der das Freiwasserbecken 6 aufheizende Kondensator 4 dient dazu, einen eventuellen Wärmeüberschuss abzuführen, der der Kunsteisbahn 13 entzogen werden muss und zur Aufheizung des Hallenbades 17 nicht benötigt wird.
• Im zweiten Ausführungsbeispiel ist der zur Kunsteisbahn 13 strömungsmässig parallel liegende Entfeuchterkreislauf 6 ersetzt durch einen Zusatzverdampfer 25, der in der Kältemaschinenanlage parallel zum Sam.melbehälter 2 angeordnet ist. Dieser Zusatzverdampfer 25 wird mit verdichtetem, flüssigem Kältemittel der Kältemaschine zugespeist, das aus dem Hauptstrom 34 der Kältemaschine zwischen den Kondensatoren 3 bezw. 4 und dem Entspannungsorgan 8 in einem Behälter 26 abgezweigt wird. Die abgezweigte Teilmenge wird in einem Entspannungsventil 27 entspannt, ehe sie in den Verdampfer 25 eintritt, in dem sie teilweise verdampft. Der Dampf strömt über einen Flüssigkeitsabscheider 28 zurück in den Sammelbehälter 2.
• Die im Verdampfer 25 benötigte Verdampfungsenergie liefert die Abluft des Hallenbades 17; zu diesem Zweck ist ein Wärmeübertrager 35 im Abluftkanal 16 vorgesehen. Zwischen diesem Wärmeübertrager 35 und dem Verdampfer 25 ist ein Kälteträgerkreislauf 30 vorhanden.
• Als flüssigbleibender Kälteträger dient beispielsweise Glykol, das im Verdampfer 25 abgekühlt, mit Hilfe einer Pumpe 31 dem Wärmeübertrager 35 zugeführt, dort erwärmt und in den Verdampfer 25 zurückgekührt wird.
• Die Regelung der Luftentfeuchterleistung erfolgt in gleicher Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel durch Ein- und Ausschalten der Pwr;2e 31 in Abhängigkeit von einem Hygrostaten 21, dessen Signal v Leictungssignal für den Kältebedarf der Kunsteisbahn 13 über-;t slert wird.
• Um den Wärmeübertrager 35 bei diesem Ausführungsbeispiel vor Einfrieren zu schützen, ist im Glykolkreislauf 30 ein Temepraturfühler 32 vorgesehen, der die Temperatur des dem Uebertrager 35 zufliessenden Glykols misst und durch Rücklaufbeimischung mit Hilfe eines Dreiwegeventils 33 über einem unteren Grenzwert, von beispielsweise +20C, hält.
• Die zweite Ausführungsvariante der Erfindung hat den Vorteil, dass im Uebertrager 35 keine direkte Kältemittelverdampfung, beispielsweise von Ammoniak stattfindet, die aufgrund von Sicherheitsbestimmungen sehr häufig für Räume, in denen sich Personen aufhalten, und die zugeordneten Luftaufbereitungsanlagen nicht zugelassen ist.

Claims (6)

Patentansprüche

1. Kältemaschinenanlage, deren Verdampfer einer Kunsteisbahn zugeordnet ist, wobei ein flüssiges Kältemittel mittels einer Pumpe in einem geschlossenen Kreislauf aus einem Sammelbehälter durch das nohrregister der Kunsteisbahn zurück in den Sammelbehälter geführt ist; und bei der mindestens ein Teilkondensator zur Aufwär. rlg eines Hallenbades dient, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kältemaschinenanlage parallel zur Kunsteisbahn (13) bezw. zum ihr zugeordneten Sammelbehälter (2) ein zusätzlicher Verdampfer (15, 25) für das Kältemittel vorhanden ist. der als Luftkühler und Entfeuchter (15, 35) für den Abluftstrom des Hallenbades (17) dient, und dass ferner das den Zusatzverdampfer (15, 25) verlassende Kältemittel sich mit seinem Wärmeinha't zu demjeningen des Kältemittels der Eisbahn (13) addiert und mindestens zum Teil seine vom Abluftstrom aufgenommene Wärme zur Aufheizung des Hallenbades (17) nutzbar gemacht wird.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelfluss durch den Zusatzverdampfer (15, 25) von einem Hygrostaten(2l) für die Hallenbadluft gesteuert ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hygrostat (21) für die Hallenbadluft von einem Leistungssignal für den Kältebedarf der Kunsteisbahn (13) übersteuert ist.

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in dem Zusatzverdampfer (15, 25) mit Hilfe einer Saugdruckregulierung (18) über einem voreingestellten Mindestwert gehalten ist.

5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzverdampfer (25) über einen Kälteträgerkreislauf (30), der ihn mit einem zusätzlichen Wärmeübertrager (35) im Abluftstrom des Hallenbades (17) verbindet, indirekt als Luftkühler und Entfeuchter dient.

6. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlauf temperatur des zum Wärmeübertrager (35) strömenden Kälteträgers durch eine Rücklaufbeimischung (33) über einem voreingestellten Mindestwert gehalten ist.