Wasser/Wasser- Wärmetauscher auslegen

[Propeller]

Moin,
ich habe einen selbstgebastelten Außenbadekübel, der mit der Heizung eines Heißwasserhochdruckreinigers (70kW) direkt beheizt wird.
Leider hat die Konstruktion vor ein paar Wochen eine recht spektakuläre Havarie erlitten, so daß größere Reparaturen anstehen. In diesem Zuge möchte ich die bisherige direkte Beheizung des Badewassers auf indirekt umbauen. Das hat mehrere Gründe: Zum Einen läßt sich die Rohrschlange von innen nicht ohne weiteres reinigen, so daß immer mal wieder trotz vorheriger Spülung Rostplacken, Dreck usw. im Badewasser landen und zum Anderen muß das Pumpen/Heizungssystem im Winter nach jedem Baden sorgfältig entwässert werden.
Daher dachte ich daran, im Inneren des Kübels als Wärmetauscher eine Schleife aus V2A-Rohr zu verlegen und die Heizung als geschlossenes System mit Frostschutz zu betreiben. Wie bemesse ich die Oberfläche bzw. die Länge des Rohres? Die Heizung leistet, wie gesagt, ca. 70kW und stellt bei einer Temperatur von ca. 80°C ab. Das Badewasser soll von 5°C auf ca.40°C erwärmt werden und dabei die Heizung aus Lärmschutz- und Energiespargründen möglichst nicht ins Takten kommen.
Danke schonmal für jeden Tipp.

[unlock]

Ist die Umwälzpumpe schon gegeben?Und wie Groß ist der max. Durchfluss bzw. Druckdifferenz durch den Heizer?
Also prinzipiell sollte erst die zu erwartende Flussmenge erörtert werden. Bei delta t würde ich 5K unter Abschalttemperatur bleiben(80°-40°-5K=35K), somit bist Du sicher im Dauerbetrieb.

Welche Dichte wird das glycolisierte Kühlmittel haben?

[Propeller]

Puh, was die vorhandene Umwälzpumpe schafft ist schwer zu schätzen. Ich denke, irgendwas zwischen 40 und 60l/min. Ich kann aber durchaus was deutlich kräftigeres beschaffen.
Die Dichte von der Glykolmischung weiß ich auch nicht, da ich sie ja noch nicht angerührt habe. Ich dachte so an einen Frostschutz bis -25°C. Eine passende Tabelle dazu habe ich noch nicht gefunden.
Ich hatte gehofft, daß man sich der Problematik so nähern kann: 100cm² 1mm dickes V2A-Blech läßt bei Delta t von sowieso x Watt durch. Also so praktisch den K-Wert.

[unlock]

Nun ja, dann versuch ich mal:

Q = λ * A * (TW1 − TW2 /s)

Q = 20W(m*K) * 0,01m2 * (75°C - 40°C / 0,001m)

Q = 7000W

Gilt halt nur theoretisch, da die Temperatur im Tauscher sinkt, deswegen muss Fläche Größer oder Strömung schneller bzw vollflächige Anströmung.

[IPv6]

Vielleicht ist ein Plattenwärmetauscher eine Lösung? Die sind mit mächtig Leistung noch sehr kompakt.
Als Nachteil braucht es wohl eine zweite Pumpe die das Badewasser durch den Wärmetauscher befördert. Oder reicht da vielleicht schon die Konvektion?

Das könnte man dann großzügig überdimensionieren und hat keine Rohrschlangen in der Wanne.

[unlock]

Vielleicht ist ein Plattenwärmetauscher eine Lösung?

Das könnte man dann großzügig überdimensionieren und hat keine Rohrschlangen in der Wanne.

Hier geht es doch um Frostsicherheit, die geht beim pwt wieder flöten, es sei dem Du kippst genügend vodka ins Badewasser

[IPv6]

Die Seite vom Brenner wird mit Frostschutz gefüllt und die andere Seite eben entleert. In der Wanne wird im Winter wohl auch kein Wasser sein, oder?

Wobei man das nichtmal groß entleeren muss. Einfach die Anschlüsse von der Wanne abschrauben und das bisschen Wasser läuft raus.

Oder übersehe ich da was? Vielleicht habe ich die Konstruktion auch ganz anders vor Augen als sie tatsächlich ist.

[TDI]

In der Wanne wird im Winter wohl auch kein Wasser sein, oder?

Das kann aber auch gerade im Winter reizvoll sein, mit der Holden zusammen ein Bad in der heißen Wanne im Garten zu nehmen...

[licht_tim]

Der Pool hat doch sicher schon eine Umwälzpumpe mit Filter. In den Kreis sollte sich doch noch ein Plattenwärmetauscher einschleifen lassen.

[IPv6]

Im Winter hat man den Pool wohl nicht durchgehend gefüllt, oder? Stelle ich mir zumindest blöd vor das warm zu bekommen wenn Eis drin ist.

Wenn man jetzt den Plattenwärmetauscher direkt außen an den Pool schraubt, Austritt oben im Pool, Eintritt unten, dann wird der Wärmetauscher beim Ablassen des Wassers jedes Mal von selber leer. Höchstens noch einmal in den oberen Stutzen pusten oder so um den letzten Schluck rauszubekommen.

[radixdelta]

Ich bin mir nicht sicher wie lange ein Edelstahl-Wellrohr unter Frost- und Korrosionsschutzmittel mit Rostplacken klar kommt.

Wenn 0,01 m² 7kw schaffen, brauchste theoretisch 0,1m², ich meine wegen der Abkühlung musste das doppelte haben, wenn es auf 40° linear abkühlt müsste die durchgehende Energiemenge auch linear abnehmen.
Bei 20mm Rohr sind 3m so über den Daumen 0,2m². Wenn du Edelstahlwellrohr nimmst sind das ja nochmal mehr, das dürfte dann so die Größenordnung sein.

Wenn du genug Platz hast ist evtl. Kunststoffrohr bzw Verbundrohr besser, weil es nicht an Rost zugrunde geht. Braucht man halt mehr von.

[Propeller]

Danke, das deckt sich ungefähr mit meinem Bauchgefühl. Wenn ich sehe, was die Brauchwasserschlange in einem normalen Hygienespeicher schafft: Selbst bei voll aufgedrehtem Heißwasser schaffen die Dinger im Durchlaufverfahren das Wasser fast auf volle Puffertemperatur zu bringen.

Ich zeige einfach mal ein paar Bilder von dem Teil:

Die Pumpe eines Hauswasserwerkes saugt unten das Badewasser an und drückt es durch die Schlange des Heizkessels.



Auf der anderen Seite habe ich ein Eckventil und einen Kugelhahn, womit ich die ersten 10 Liter Wasser, die die Heizung durchflossen haben, erstmal ablasse. (spülen)
Man kann zu zweit bequem bis zum Hals drin sitzen und wir machen im Winterhalbjahr regen Gebrauch davon. Inzwischen ist Glas drumherum, so daß es nicht mehr im Genick zieht und die Kerzen ausbläst. Das Wasser wird nach jedem Badetag abgelassen.



Den Gedanken an einen Plattenwärmetauscher hatte ich auch, aber später wieder verworfen. Das Problem ist die Reinigung. Wenn ich sehe, was für Gubbel in den Schläuchen war, als ich sie abgenommen habe, vergeht mir fast die Lust aufs Baden.
Daher war meine Überlegung, einfach als Wärmetauscher einen Ring aus Edelstahlrohr zu biegen (1,50m Durchmesser) und unten 5cm über dem Boden zu verlegen. Oben drüber soll bei der Gelegenheit noch eine umlaufende Sitzbank. So verbrennt man sich nicht am Rohr, wenn man nachheizt und das Rohr ist leicht zu reinigen.
Also bin ich wohl mit der Dimensonierung auf der richtigen Seite, wenn das Rohr 4,70m lang ist und 50mm Durchmesser (wegen Stabilität) hat.

[inse]

Tolle Sache, welchen Durchmesser hat die Wanne, wieviel Wasser ist drin?

[Propeller]

Das ist das Unterteil einer Biokläranlage, die ich mal als neues Ausschußteil günstig schießen konnte. Durchmesser 150cm und Tiefe ungefähr 80cm. Das macht nach Adam Riese ca. 1400l. Ich verbrauche pro Badetag ca. 4l Diesel zum Heizen. Damit käme ich nicht einmal bis zur nächsten Therme hingefahren...

[IPv6]

Ein bisschen mehr Diesel wirds schon sein, selbst bei 100 % Wirkungsgrad würde das bei deiner Wassermenge nur für eine Temperaturerhöhung um 23 K reichen. Im Winter also von eiskalt auf kalt erwärmen
Und auch nur wenn der Pool perfekt isoliert wäre.

Wenn das Wasser aus einem Plattenwärmetauscher abgelassen wird sammelt sich da drin auch kein Gubbel. Die Dinger lassen sich bei Bedarf auch mit entsprechenden Mitteln spülen.
Aber die Rohrspirale funktioniert sicherlich auch, ist halt etwas mehr Aufwand.

Klingt alles in allem nach einer witzigen Idee für dne Garten

[Propeller]

Ja gut, auf die 4 Liter braucht Ihr mich nicht so festzunageln. Zum Einen fülle ich das Ding ja nicht bis zum Rand und zum Anderen ist das nur geschätzt. Ich fülle den Tankkanister aus 5l-Kanistern nach und der Stand darin steigt an, wenn ich jedesmal nachtanke.
Also unter 5l sind es definitiv.