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Reich wird man nicht durch das, was man verdient,
sondern durch das,was man nicht ausgibt.
Henry Ford

Reduzierung des Energieverbrauchs und damit der Betriebskosten

Konzepte

K√ľhlwassereinsparung

K√ľhlwassereinsparsystem in √∂ffentlichen B√§dern und Therapiebecken

In fast allen √∂ffentlichen B√§dern Deutschlands liegt der Wasserverbrauch der Badewasseraufbereitung pro Badegast weit √ľber dem Grenzwert von 30 Litern (DIN 19643). Diese Verbrauchszahlen resultieren in der Regel aus den regelm√§√üigen Filtersp√ľlungen, Verdunstungen, Messwasserentnahme und sonstiger Wasserverbraucher wie K√ľhlwasser von z.B. Chlorelektrolyse- u. Ozonanlagen.

Da die Wasserkosten in vielen Teilen Deutschlands bereits mehrere Euro pro m¬≥ betragen (einschlie√ülich Trink- und Abwasser), fallen diese so genannten Nebenkosten heute gleich mit mehreren tausend Euro pro Jahr ins Gewicht. Daraus resultierend wurde hierf√ľr ein zum Patent angemeldetes System entwickelt, welches das K√ľhlwasser vollst√§ndig einspart. Dazu ist lediglich eine √§u√üerst geringe Menge an Elektroenergie notwendig, die mit wenigen 100,- ‚ā¨ pro Jahr zu Buche schl√§gt.

Dieses System bietet nicht nur die Einsparung von teurem K√ľhlwasser, sondern nutzt die sonst verloren gegangene W√§rme weiter. Es entsteht ein so genannter Doppeleinspareffekt. Die dazu notwendige Investition rechnet sich in der Regel in 1 bis 2 Jahren.

Dieses zum Patent angemeldete Verfahren basiert, wie der Name schon sagt, auf der Einsparung von K√ľhlwasser bei k√ľhlwasserintensiven Anlagen zu 100%. K√ľhlwasserintensive Anlagen sind beispielsweise Ozon- und/oder Chlorelektrolyseanlagen.

Nach dem neuen Verfahren wird das K√ľhlwasser in einem geschlossenen Kreislauf umgew√§lzt und nicht der Schwallwasserkammer und/oder somit dem Abwasser indirekt zugef√ľhrt. Aus diesem System wird die W√§rme mittels einer W√§rmepumpe entzogen und dem Schwimmbeckenkreislauf zugegeben. Das entspricht einem einfachen aber Gewinn bringenden System, welches sich leicht und unkompliziert nachr√ľsten l√§sst. In Bild 1 ist der prinzipielle Aufbau dargestellt.

Bild 1

Beispiel Ozonanlage

An Hand folgender Beispiele ist zu sehen, dass die Investitionskosten sich in kurzer Zeit rechnen:

F√ľr einen Badewasserkreislauf mit einer Ozonanlage, die 200 g/h Ozon aus Luft produziert, fallen 300 l/h K√ľhlwasser an, welches vor der Ma√ünahme in den Schwallwasserbeh√§lter und damit gr√∂√üten Teils in den √úberlauf geleitet wurde. Die Kosten f√ľr das Trink- und Abwasser betragen 4,67 ‚ā¨ pro m¬≥. Dazu kommt noch die Erw√§rmung auf Beckenwassertemperatur abz√ľglich der Erw√§rmung durch die Ozonerzeugung. Hierf√ľr wurde eine Temperaturdifferenz von delta T = 15 K angesetzt. Daraus ergibt sich unter Ber√ľcksichtigung der W√§rmeenergiekosten von 0,03273 ‚ā¨/kWh ein Preis von 0,59 ‚ā¨/m¬≥ (ein heute sehr geringer Wert, meist liegen die Kosten jetzt bei ca. 1,- ‚ā¨). Der nun summierte Wasserpreis von insgesamt 5,26 ‚ā¨ pro m¬≥ F√ľllwasser/K√ľhlwasser ist nicht mehr von der Hand zu weisen. Bei einer Betriebsdauer von 8600 h/a werden 2580 m¬≥ j√§hrlich unn√∂tig dem System zu- bzw. gleich wieder abgef√ľhrt. Das entspricht einem Gesamtwert von 13.570,80 ‚ā¨/a, die durch den Einbau des K√ľhlwassereinsparsystems, wie oben beschrieben, eingespart werden konnten. Dieser Einsparung steht eine Investition von nur 11.540,- ‚ā¨ gegen√ľber. Damit rechnet sich diese in nicht einmal einem Jahr. Die Elektroenergiekosten beschr√§nken sich in diesem Beispiel mit einem Strompreis von 0,08 ‚ā¨/kWh auf 619,20 ‚ā¨/a (siehe Tabelle 1).

Tabelle 1

Beispiel Chlorelektrolyseanlage

Ein weiteres Beispiel an Hand einer Chlorelektrolyseanlage in einem Schwimmbad zeigt ebenfalls die √§u√üerste Wirtschaftlichkeit dieses Systems. Hier ist davon auszugehen, dass ein K√ľhlwasserverbrauch von 150 l/h bei 18 h pro Tag und 350 Tagen im Jahr anf√§llt. Das entspricht einem j√§hrlichen Gesamtverbrauch von 945 m¬≥. Bei einer Chlorproduktion von 650 g/h entsteht eine abzuf√ľhrende W√§rmemenge von 1,3 kW. Um dieses K√ľhlwasser, welches in der Regel in die Schwallwasserkammer abgef√ľhrt wird, noch auf Badetemperatur zu erw√§rmen, ist zus√§tzlich ein Preis f√ľr die W√§rmezufuhr mit 0,4666 ‚ā¨/kWh und m¬≥ zu ber√ľcksichtigen. Ausgehend von einer Temperaturdifferenz von delta T = 15 K ergeben sich in dem Falle 0,70 ‚ā¨/m¬≥ Wasser zus√§tzlich. Bei einem Gesamtwasserpreis von 4,80 ‚ā¨/m¬≥ einschlie√ülich Trink- und Abwasser errechnet sich ein Wert von 5,50 ‚ā¨/m¬≥. Hier zu Folge werden 945 m¬≥ x 5,50 ‚ā¨/m¬≥ = 5.197,- ‚ā¨ j√§hrlich eingespart. Diese Investition von 11.540,- ‚ā¨  rechnet sich demnach in ca. 2 Jahren. Auch hier ist noch ein kleiner Wert durch den Elektroenergieverbrauch zu verrechnen, der sich bei einem Strompreis von 0,08 ‚ā¨/kWh im Rahmen von 453,60 ‚ā¨ j√§hrlich, ausgehend von maximal 6300 Betriebsstunden, bewegt (siehe Tabelle 2).

Tabelle 2

Beide Beispiele zeigen, dass sich im Rahmen höherer Wirtschaftlichkeit der Badbetreibung, eine Überlegung zur Kostenreduzierung immer lohnt und mit innovativen Lösungen, wie oben gezeigt, umzusetzen sind.
Das folgende Diagramm (Diagramm 1) gibt einen zeitlichen √úberblick √ľber verschiedene K√ľhlwasserkosten gegen√ľber den zu verzinsenden Investitionskosten des K√ľhlwassereinsparsystems. Es wurden einerseits ein Verbrauch zwischen 150 l/h und 300 l/h mit einer Betriebszeit von 8600 h/a und andererseits eine Spreizung zwischen 3,90 ‚ā¨/m¬≥ und 5,50 ‚ā¨/m¬≥ dargestellt. Die Investitionskosten wurden j√§hrlich mit 6% verzinst. Den Preisen f√ľr Trink- und Abwasser einschlie√ülich Erw√§rmungskosten wurde eine j√§hrliche Verteuerung von 2% unterstellt. Die schlechteste Amortisationszeit liegt bei gut 2,5 Jahren im ung√ľnstigsten und bei gut 0,75 Jahren im g√ľnstigsten Falle.

Diagramm 1

Zusammenfassung

An Hand eines innovativen Systems wird gezeigt, dass durch geringe Investitionen gro√üe Einsparungen beim Wasser- und Energieverbrauch in der Schwimmbeckenwasseraufbereitung erreicht werden k√∂nnen. Beispiele einer Ozon- und Chlorelektrolyseanlage zeigen eindrucksvoll den wirtschaftlichen Einsatz des zum Patent angemeldeten K√ľhlwassereinsparsystems.
Unter dem Gesichtspunkt der klimapolitischen Diskussion der CO2- Emissionseinsparung bedeutet das allein f√ľr kleine Therapieb√§der schon eine durchschnittliche Einsparung von ungef√§hr 6 bis 7 t/a.
Kombiniert mit anderen Einsparma√ünahmen wie die Filterr√ľcksp√ľloptimierung und der richtige Einsatz von Frequenzumrichtern bei den Umw√§lzpumpen k√∂nnen noch mehr Wasser und Energie eingespart werden. Das zeigen zahlreiche Referenzobjekte.

Angebotsanfrage

Aufnahmeformular_Kuehlwassereinsparung.pdf

Bitte ausdrucken, ausf√ľllen, faxen (09531-6057)/mailen(info@aquatec-ebern.de)

Umwälzpumpensteuerung

Die tatsächliche Beckenbelastung sowie deren
Erfassung und Auswertung


Die Umw√§lzleistung in einem Schwimmbad arbeitet immer f√ľr h√∂chste Besucherzahlen (Belastung). Meistens ist das nicht der Fall und deshalb k√∂nnte an vielen Tagen die Umw√§lzung wegen des geringen Schmutzeintrages verringert werden!

Beispiel:
Belastung eines 25x12m Schwimmerbecken:
Die Umwälzung arbeitet immer so, als ob ständig 70 Badegäste im Becken wären, wobei häufiger durchaus weniger Leute anwesend sind.

Die Möglichkeit
Mit der Mess- und Regeltechnik werden die Parameter freies Chlor,
pH-Wert, Redox-Spannung und gesamt/gebundenes Chlor kontinuierlich gemessen und ausgewertet. So wird die tatsächliche Beckenbelastung erfasst und die Umwälzleistung wird den Erfordernissen angepasst. Dies bringt bares Geld!

Das Ergebnis
Die Umwälzpumpen arbeiten bei konstanter Netzfrequenz mit konstanter Drehzahl, daher auch mit konstanter Förderleistung und (leider) auch mit konstantem Energieverbrauch. Wird die Netzfrequenz mit einem Frequenzumrichter verändert, ändert sich die Drehzahl, die Förderleistung und auch der Energieverbrauch.

Filteroptimierung

Filteroptimierung

Unter Filteroptimierung  versteht man in erster Linie die Optimierung des R√ľcksp√ľlprozesses. Dabei geht der Wasserbilanz der Wasseraufbereitung fast das gesamte eingesetzte Wasser und deren W√§rmeenergie verloren, abgesehen von der Verdunstung und Verschleppung sowie dem Mess- und K√ľhlwasserverbrauch.

In der Regel liegt der Wasserverbrauch bei DIN 19643 gerechten Filtern bei ca. 6 m¬≥/m¬≤ Filterfl√§che. Nach einer fachgerechten Optimierung mit der Anpassung des richtig gew√§hlten und aufeinander abgestimmten Filtermaterials werden nur noch bis zu knapp 3 m¬≥/m¬≤ R√ľcksp√ľlwasser gebraucht. Das entspricht einer Einsparung bis zu ca. 50% des bisher gebrauchten Wassers einschlie√ülich W√§rmeenergie f√ľr die R√ľcksp√ľlung und bedeutet eine j√§hrliche Wassereinsparung von einigen tausend m¬≥ Wasser und damit mehren tausend ‚ā¨ pro Jahr.

Wichtig hierbei ist zu erw√§hnen, dass diese Ma√ünahme ingenieurtechnisch mit Hilfe von Volumenstrommessungen und Abstimmung des eingesetzten Filtermaterials und seinen Ausdehnungskurven begleitet werden m√ľssen, da sonst der gew√ľnschte Effekt schnell ausbleiben kann. Aus der Erfahrung heraus gibt es leider nicht viele Fachfirmen, die sich damit auskennen und zu viele, die es jedoch behaupten. Somit ist im Anschluss auch eine bessere Wasserqualit√§t zu erwarten, trotz weniger Wasserverbrauch.
Die Investitionen halten sich im Rahmen und rechnen sich in k√ľrzester Zeit, was abh√§ngig von den √∂rtlichen Wasser- und Energiepreisen ist.
An folgendem Beispiel eines Bewegungsbeckens ist die Einsparung des Filterr√ľcksp√ľlwassers vor und nach der Filteroptimierung in u.g. Tabelle zu sehen.
Es handelt sich in diesem Fall um zwei Filter von ca. 1,5 m Durchmesser. Dieser werden 2 mal je Woche zur√ľckgesp√ľlt, wie in der DIN 19643 gefordert. Der Wasserverbrauch lag vor der Optimierung bei 11,44 m¬≤ je Sp√ľlung/Filter. Nach der Optimierung lag der Verbrauch bei 7,67 m¬≥/Filter. Das Entspricht einer Einsparung von 3,77 m¬≥ je Sp√ľlvorgang/Filter.
Somit ergeben sich bei einerm Wasserpreis inkl. Erw√§rmung von ca. 5,5‚ā¨/cbm bei ca. 50 Wochen Betrieb im Jahr eine Einsparung von 4147 ‚ā¨ ( 3,77m¬≥*2 Filter*2 Sp√ľlungen je Woche*50 Wochen*5,5‚ā¨/cbm). 4147 ‚ā¨ eine stolze Summe.

Vereinfachtes Verfahrensfließbild

Beispiel 1

Sp√ľlschrittbezeichnung: Vorher: Nachher:
Zeit in Minuten f√ľr:    
1. Absenkung 0,4 min 0,4 min
1. Wassersp√ľlung 1,75 min entf√§llt
2. Absenkung 0,3 min entfällt
2. Wassersp√ľlung 3 min 4 min
Erstfiltrat 1,3 min 0,5 min
Gesamt 6,75 min 4,9 min.
     
Volumenstrom in m¬≥/h    
1. Wassersp√ľlung 94,29 m¬≥/h entf√§llt
2. Wassersp√ľlung 103,2 m¬≥/h 103,2 m¬≥/h
     
R√ľcksp√ľlgeschwindikeit in m/h    
1. Wassersp√ľlung 30,01 m/h entf√§llt
2. Wassersp√ľlung 32,85 m/h 32,85 m/h
     
Verbrauch in m¬≥    
1. Absenkung 0,42 m³ 0,42 m³
1. Wassersp√ľlung 2,75 m¬≥ entf√§llt
2. Absenkung 0,88 m³ entfällt
2. Wassersp√ľlung 5,16 m¬≥ 6,88 m¬≥
Erstfiltrat 2,23 m³ 0,372
Gesamt 11,44 m³ 7,672
     
Differenz von 3,77 m¬≥ je Filterr√ľcksp√ľlung    
     
Verbrauch m¬≥/m¬≤ Filterfl√§che    
1. Absenkung 1,8 m³/m² 1,50 m³/m²
1. Wassersp√ľlung 0,88 m¬≥/m¬≤ entf√§llt
2. Absenkung 0,75 m³/m² entfällt
2. Wassersp√ľlung 1,64 m¬≥/m¬≤ 2,19 m¬≥/m¬≤
Erstfiltrat 0,71 m³/m² 0,12 m³/m²
Gesamt 5,78 m³/m² 3,81 m³/m²
     
     
     
     

Beispiel 2

  Vorher Nachher Bemerkung
R√ľcksp√ľlwassermenge 5,12 m¬≥ 3,0 m¬≥ nach DIN 19643 6m¬≥/m¬≤ Filterfl√§che, Verk√ľrzung der R√ľcksp√ľlzeit auf 3 statt 6 Minuten
Filtergeschwindigkeit 26,5 m¬≥/h 24 m¬≥/h  
       

zu Beispiel 2

Mehrschichtenfilter

Die geschlossenen Mehrschichtenfilter sind heute das gängige Filtersystem in Schwimmbädern. Im Fachjargon werden sie auch als Drucksandfilter bezeichnet.
Wie der Name schon sagt, besteht der Filterinhalt aus einem speziell f√ľr diesen Anwendungszweck geeigneten Sand bzw. Kies und adsorbierenden Materialien (Antrazit). Das Prinzip ist eine Kombination von Raum- und Oberfl√§chenfiltration. Sand- und Mehrschichtfilter m√ľssen in regelm√§√üigen Abst√§nden r√ľckgesp√ľlt werden, um die Funktionsf√§higkeit zu erhalten.
Es handelt sich um stehende zylindrische Druckbeh√§lter mit gew√∂lbten B√∂den. 

Filteraufbau nach DIN 19643

Filtration

Die Filtration ist der wichtigste Verfahrensschritt bei der Aufbereitung von Schwimmbadw√§ssern. Sie dient der mechanischen Reinigung. Die Filtration erfolgt √ľber Schichten aus k√∂rnigem Material, wie Sand, Kies, Aktivkohle etc. Die ausgeflockten Verschmutzungen setzen sich auf der Oberfl√§che des Filtermaterials ab. Andere Schmutzstoffe werden mechanisch und adsorptiv in den Poren des Filtermaterials abgeschieden (s. Abb.). Bei der Filtrationsart handelt es sich um eine Kombination aus Oberfl√§chen- und Tiefenfiltration, wobei die letztere √ľberwiegt.

Darstellung der Filtration