Waarom een thermisch binnenklimaat in zwembaden zo belangrijk is

Nederland telt circa 700 overdekte zwembaden. Een zwembad is een sportvoorziening waarbij de energiebehoefte enorm is. Een goed ontworpen energiezuinige luchtbehandelinginstallatie voor zwembaden regelt de luchtkwaliteit, de luchttemperatuur en de luchtvochtigheid van het binnenklimaat. Het is daarbij van belang dat condensschade aan de bouwconstructie wordt voorkomen. Ook zal bij de juiste afstemming van de luchtbehandelinginstallatie, regeltechniek en luchtverdeling een financieel, energetisch en comforttechnisch optimum moeten worden bereikt. Een rendement van 90 procent is geen garantie voor de laagste exploitatiekosten.
In overdekte zwembaden worden, vanwege de hoge ruimte- en watertemperatuur, aanzienlijke waterhoeveelheden in waterdamp omgezet. Dit wordt onder andere veroorzaakt door het badoppervlak, natte perrons, de bezoekers, de glijbanen en de whirlpools. De omvang van de verdamping hangt af van verschillende factoren:

-          de watertemperatuur;

-          de ruimtetemperatuur;

-          de luchtvochtigheid in de ruimte;

-          het bad- en perronoppervlak;

-          de luchtsnelheid over het badwater;

-          de bezettingsgraad van het zwembad.

Al deze factoren bewerkstelligen een steeds groter wordende hoeveelheid waterdamp in de ruimtelucht waardoor de relatieve vochtigheid in de ruimte stijgt. Dat heeft naast een onacceptabel klimaat, onvermijdelijk schadelijke gevolgen, zoals condensatie van waterdamp op koudebruggen, beslagen vensters, roesten schimmelvorming en schade aan de gebouwconstructie. Deze gevolgen kan men alleen bestrijden door een verlaging van de hoeveelheid waterdamp in de ruimtelucht met behulp van moderne ontvochtigingsinstallaties.

WATERDAMPPRODUCTIE
De omvang van de waterdampproductie is bepalend voor de benodigde capaciteit en het energiegebruik van de ventilatie en/ of ontvochtigingsinstallaties die voor waterdampafvoer uit de ruimte zorgen. Een modern zwembad van 300 m2 heeft een verdamping van zo’n 60 tot 75 liter per uur! De combinatie ruimtetemperatuur en relatieve vochtigheid bepaalt het absolute vochtgehalte. De gewenste relatieve vochtigheid zal bepaald worden op basis van behaaglijkheid, bouwkundige constructie en energiegebruik en varieert tussen 50-65 procent. Tussen genoemde feiten zal een compromis gesloten moeten worden. Immers een hogere relatieve vochtigheid resulteert in besparing op energie. Echter hoe hoger de relatieve vochtigheid in het zwembad is, hoe meer aandacht men aan dampremmende voorzieningen moet schenken en hoe eerder condensatie zal optreden.

BEHAAGLIJKHEIDCRITERIA
Naast een goede akoestiek, verlichting en sfeer - belangrijke aspecten voor de bezoeker - is een goed thermisch binnenklimaat een vereiste. Een zwembad waarin niet of onvoldoende rekening is gehouden met een prettig binnenklimaat zal voor een bezoeker niet uitnodigend zijn voor gebruik. Dit kan niet alleen een afname van het aantal bezoekers betekenen maar eveneens een afname van de kwaliteit van het gebouw. In een zwembad, waar zowel het activiteitenniveau als de kleding van de aanwezige personen verschillend zijn, is dit een moeilijk aspect. De behaaglijkheidgebieden van zwemmers en niet-zwemmers (gekleed) overlappen elkaar niet. Mede door de vraag naar meer recreatieve zwembaden is de water- en luchttemperatuur gestegen. Een watertemperatuur van 28ºC en een luchttemperatuur van 30ºC is tegenwoordig heel gebruikelijk. De verhoging van deze temperaturen hebben natuurlijk gevolgen:

-          toename in energiegebruik;

-          het binnenklimaat voor niet-zwemmers wordt slechter;

-          gevaar voor condensatie op ramen en overige gebouwdelen neemt toe.

Naast de keuze van een luchtbehandelingsysteem is het bepalen van een goede luchtverdeling van cruciaal belang. Om ‘dode’ zones te vermijden is een luchtdoorspoeling van minimaal 4-5 maal de ruimte-inhoud een vereiste. Als toelaatbare luchtsnelheid in de leefzone geldt een maximum van 0,12 m/s, hoger wordt door de natte zwemmer als tocht ervaren. Interland Techniek levert naast luchtinblaasroosters ook kunststof luchtverdeelslangen die, in een opvallende kleur, zowel esthetisch als technisch perfect in een zwembad tot hun recht komen.

RENDEMENT VAN EEN SYSTEEM
Het spreekt voor zich dat er een luchtontvochtigingssysteem wordt geselecteerd met een zo’n hoog mogelijk rendement. Veelal wordt er in Nederland gesproken over het rendement van alleen de warmtewisselaar. Een luchtontvochtigingssysteem zal ook op andere aspecten moeten worden beoordeeld. Behalve het rendement van de luchtbehandelingkast is ook het specifiek ventilatorvermogen erg belangrijk. Interland techniek gaat uit van het totaalrendement. Indien het elektrische ventilatorvermogen veel groter wordt om het interne drukverlies van een warmte-terug-win eenheid te overwinnen, moet de systeemontwerper niet op een verkeerd been worden gezet.

SPECIFIEKE VENTILATORVERMOGEN
Het beoordelen van een luchtbehandelingsysteem op een rendement van 90 procent ( of meer) zal kritischer moeten. Een eindgebruiker heeft baat bij het rendement van een totaalsysteem en niet van uitsluitend de warmtewisselaar als component. De EN 13779 bevat de definitie voor het zogeheten specifieke ventilatorvermogen voor het verbruik van elektrische energie door het transport van de lucht. Deze omschrijft ‘de gecombineerde hoeveelheid elektrisch vermogen dat door alle ventilatoren in het luchtdistributiesysteem wordt verbruikt, gedeeld door de totale luchtvolumestroom door het gebouw bij ontwerpbelastingen in J/m3’. Ook in Nederland zullen gebruiker en adviseur, behalve het rendement, tevens het specifieke ventilatorvermogen van de installatie moeten vastleggen om inzicht in de grootte voor het elektrische energieverbruik te verkrijgen. Diverse landen zoals Denemarken en Zweden werken al volgens de richtlijnen van deze nieuwe norm. Het specifieke ventilatorvermogen geeft naast het rendement een veel beter inzicht in de totaalefficiency van een systeem. Een belangrijk doel bij het ontwerp van een luchtbehandelingssysteem is om een optimum te zoeken naar een laag specifiek ventilatorvermogen bij een zo’n gunstig mogelijk systeemrendement bij een zo’n laag mogelijke investering. Bij een juiste combinatie van deze drie factoren is de exploitatie van een luchtbehandelingssysteem het gunstigst. De driehoek van deze essentiële punten dient daarom ook in evenwicht te zijn.

SYSTEEMKEUZE
Er zijn luchtontvochtigingssystemen voor privé- en publieke zwembaden. Interland Techniek is al meer dan 50 jaar een toonaangevende leverancier van klimaatapparatuur en 25 jaar gespecialiseerd in luchtbehandelingssystemen voor zwembaden. Voor ieder type zwembad is er een oplossing, van particulier tot aan grote publieke zwembaden. Van een eenvoudig seriematig product tot aan een made-to order-oplossing. Voor ontwerp en levering van de luchtbehandelingskast heeft Interland Techniek veel knowhow in huis inzake meet- en regeltechniek en luchtverdeling. Met een uitgebreid roosterprogramma is men in staat om voor iedere zwemzaal een tochten condensvrije ruimte te creëren. Door bewust te kiezen voor een juist binnenklimaat kan een duurzaam gebouw worden ontwikkeld. Energiekosten en onderhoudskosten dalen en bezoekersaantallen nemen toe waardoor meer inkomsten kunnen worden gegenereerd.

PUBLIEKE ZWEMBADEN
Bij het opzetten van een programma van eisen voor een groot zwembad, is een aantal aspecten van belang voor het ontwerp van een klimaatinstallatie, zoals:

-          luchttemperatuur;

-          watertemperatuur;

-          relatieve vochtigheid;

-          luchtsnelheid in de ruimte;

-          aantal bezoekers;

-          ventilatiebehoefte;

-          behoefte aan energiebesparende maatregelen;

-          wensen ten aanzien van het gebouwbeheersysteem.

ONZE SYSTEMEN:

We behandelen hier een drietal populaire Dantherm-luchtontvochtigingssystemen en maken duidelijk, wanneer welk systeem de voorkeur geniet. Ieder basisconcept is uit te breiden, specifiek naar de wensen van de gebruiker, met een regeling naar keuze.

A.      Ventilatie met eenvoudige warmteterugwinning (kruisstroomwarmtewisselaar)

B.      Condensatie en vast buitenluchtaandeel

C.      Condensatie en ventilatie met warmteterugwinning en modulerend buitenluchtaandeel

A.  VENTILATIE MET EENVOUDIGE WARMTETERUGWINNING

De traditionele oplossing voor het verlagen van de hoeveelheid waterdamp in de ruimtelucht (verlaging van de relatieve vochtigheid) is eenvoudig verwarmen en ventileren van de gehele hal en nevenruimten. De buitenlucht wordt aangezogen en verwarmd. De verwarmde lucht neemt vocht op in de ruimte en wordt daarna weer naar buiten afgevoerd. Deze eenvoudige oplossing strandt tegenwoordig vaak op de hogere energiekosten, vooral omdat een overdekt zwembad praktisch het hele jaar door verwarmd moet worden. Deze oplossing kan vooral in de zomermaanden problemen opleveren wanneer de buitenlucht al veel vocht bevat. Op basis van de relatieve vochtigheid in de ruimte zal het buitenluchtaandeel worden geregeld. In de winterperiode zal het buitenluchtaandeel dus geringer zijn. Een basiswarmteterugwinning (uitsluitend voelbaar) vindt meestal plaats door middel van een platenwisselaar. Latent zal veel kostbare energie verloren gaan (in zwembaden is ca. 50 procent latente energie). Dit systeem is al vanaf de zeventiger jaren populair en wordt met name door de eenvoud ervan nog veelvuldig toegepast.

RESUMÉ:

-          vrijwel alle latente warmte gaat verloren (ca. 50 procent)

-          tijdens nachtbedrijf buitenlucht benodigd

-          gemiddeld rendement WTW ± 60 à 65procent (vrijwel uitsluitend voelbarewarmte)

-          regeling RV met eenvoudige buitenluchtmengregeling

-          mogelijkheid tot 100 procent ventilatie indien gewenst

-          relatief hoger energiegebruik t.o.v. systemen B en C

-          lage investering
 

B.  CONDENSATIE EN VAST BUITENLUCHTAANDEEL

Bij dit principe wordt het buitenluchtaandeel klein gehouden (max. 30 procent). De ruimtelucht wordt via een kanalensysteem aangezogen. De door de verdamper gevoerde lucht wordt onder het
verzadigingspunt gekoeld. De in de lucht aanwezige waterdamp condenseert op de verdamper en wordt als water afgevoerd. Door de compressor- en de condensorwarmte wordt de lucht weer verwarmd. Vóór de condensor wordt het aandeel buitenlucht met de gedroogde lucht gemengd. Vervolgens vindt er natuurlijk ook nog een temperatuurverhoging van de lucht plaats door de warmteafgifte van de ventilatormotor. In de wintermaanden kan een ingebouwde verwarmingsbatterij de rest van de benodigde warmte leveren, terwijl in de zomermaanden een eventueel warmteoverschot via een watergekoelde condensor direct aan het badwater kan worden
teruggegeven. Wanneer de waterdamp in de unit condenseert, komt een aanzienlijke hoeveelheid condensatiewarmte vrij. Deze zogenaamde. ‘latente warmte’ blijft in het systeem en gaat niet, zoals bij ontvochtiging door ventilatie (systeem A), aan de buitenlucht verloren. Door de voortdurende
circulatie van de ruimtelucht door het apparaat wordt, vrijwel onafhankelijk van de buitencondities, de luchtvochtigheid Compressoren luchtbehandelingkast in de ruimte op een ingestelde Privébad
waarde gehouden en de bij het ontvochtigingsproces vrijkomende energie wordt
voor 100 procent nuttig gebruikt. Tevens moet men zich realiseren, dat het gebruik van dit condensatieprincipe (of warmtepompprincipe) voor ontvochtiging van een zwembad over het hele jaar een constante luchtvochtigheid kan garanderen.

RESUMÉ:

-          volledig latente warmteterugwinning

-          nachtontvochtiging d.m.v. condensatieprincipe zonder ventilatie

-          laag energiegebruik

-          maximaal buitenluchtaandeel 30 procent

-          eenvoudige regeling RV door aan/uit regeling compressor(en)

-          beperkt aantal instelmogelijkheden

-          lage investering

C. CONDENSATIE EN VENTILATIE MET WARMTETERUGWINNING EN MODULEREND BUITENLUCHTAANDEEL
Een combinatie van genoemde systemen wordt gekozen bij hoge bezoekersaantallen en een maximale warmteterugwinning. De voordelen van systeem A en B zijn in dit systeem gecombineerd.

RESUMÉ:

-          de geïntegreerde digitale regeltechniek bestuurt de gehele installatie. Afhankelijk van de behoefte en de binnen- en buitencondities wordt steeds de zuinigste bedrijfssituatie gekozen

-          nachtontvochtiging door middel van condensatieprincipe zonder ventilatie

-          mogelijkheid tot 100 procent ventilatie indien gewenst

-          toepasbaar bij grote en variabele bezoekersaantallen

-          levering in plug-and-play-uitvoering

CONCLUSIE
Afhankelijk van de grootte, de bouwkundige constructie en de bezoekersaantallen is het voor Interland Techniek mogelijk om voor ieder zwembad een maatkostuum te leveren. De voornaamste doelstellingen daarbij zijn het creëren van een:

-          aangenaam binnenklimaat;

-          condensvrije bouwkundige constructie;

-          tochtvrije installatie;

-          zo laag mogelijk energiegebruik;

-          gunstige exploitatie;

-          subsidieverstrekking;

-          onderhoudsvriendelijke installatie;

-          als allerbelangrijkste: een tevreden gebruiker.

Vanaf het moment dat de doelstelling en overige basiswensen van de opdrachtgever zijn vastgelegd in een Programma van Eisen, is het verstandig om de voorbereidingen voort te zetten in een projectteam, waar deskundigen deel van uit maken. Door het volledig afstemmen van een energiezuinig en betaalbaar luchtbehandelingssysteem, regeltechniek en luchtverdeling op dit ‘Programma van Eisen’ van het zwembad kan er financieel, energetisch en comforttechnisch altijd een optimum worden bereikt.

Voor meer informatie kunt u terecht bij een van onze ervaren productspecialisten. Bel 078-6180600 of mail naar info@interlandtechniek.nl.