Unser Poolprojekt in Thüringen…(zur Abwechslung mal ein Innenpool)

Hallo,

ich heiße Michael und habe, zusammen mit meiner Frau Maya, letztes Jahr ein Haus in Thüringen gebaut. Eigentlich kommen wir aus dem Frankfurter Raum, aber da ich seit einigen Jahren als Oberarzt auf einer Intensivstation in Thüringen arbeite, haben wir vorletztes Jahr ein großes Grundstück in Thüringen gekauft und letztes Jahr ein Haus gebaut und sind nun hierher gezogen. Meine Frau ist Krankenschwester und arbeitet auch in der Intensivpflege. Unser Poolprojekt ist insofern etwas anders als die meisten hier vorgestellten Projekte, weil es sich erstens um einen Innenpool handelt (und zwar im Erdgeschoß, mit großen Fenstern und nicht im Keller, wie viele Innenpools) und zweitens habe ich die Pooltechnik, insbesondere die Steuerung, selbst konzipert und programmiert, statt auf die handelsüblichen Steurungen von Swimtec, Badu oder Bayrol zurückzugreifen. Die von mir verwendete Steuerung ist nicht nur viel günstiger als die handelsüblichen Produkte, sondern auch viel flexibler, leistungsfähiger und problemlos erweiterbar. Ich werde diese im Verlauf dann noch genau vorstellen.

Übrigens: das auf dem Vorschaubild ist natürlich nicht unser neues Haus ;-), sondern die Ruine eines alten Kuhstalls, die vorher auf unserem Grundstück stand und erst abgerissen und entsorgt werden musste…

Unsere Wiese hinterm Haus…

Bauplatz, vor Beginn der Erdarbeiten

Blick auf das Schwimmbecken, vor Betonierung der Kellerdecke

Der Keller ist fertig, Schwimmbecken im Hintergrund (Mai 2023)

Fertig betoniertes Becken (8x4m, Tiefe 1.5m)

Haus im Rohbau (August 2023)

Ess- und Wohnbereich, das Schwimmbad ist rechts daneben (August 2023)

Schwimmbad, während der Bauarbeiten (rechts der Whirlpool)

Schwimmbad mit Treppe, oben rechts die Tür zum Wohntrakt (Aug. 2023)

Blick von außen aufs Schwimmbad (Westseite), darüber große Dachterrasse (West)(, rechts überdachte Terrasse (Sept. 2023)

Ostseite des Hauses,  mit Büro und Fitnessraum, darüber Dachterrasse (Ost)

Dachterrasse, über Schwimmbad (Sept. 2023)

Raum für die Schwimmbadtechnik im Keller, links die Wand zum Becken, Höhe 1.30m

Vorüberlegungen zur Auslegung der Technik:

Hallo,

da ich heute Notarztdienst habe und aktuell glücklicherweise nicht viel los ist, wollte ich mal hier weiterschreiben.

Die Schwimmbadtechnik ist inzwischen fast fertig (nur noch der Anschluß der Elektrik, Sensorik etc. ist übrig, mache ich hoffentlich diese Woche fertig). Ich werde die Technik dann im Detail vorstellen, heute aber erst mal ein paar Vorüberlegungen zur Auslegung der Technik, vielleicht hilft es ja einigen, die vor ähnlichen Problemen stehen. Die meisten hier haben ja Außenpools. Die Probleme hinsichtlich der Wasseraufbereitung und Poolsteuerung bei einem Innenpool sind im Grunde dieselben wie bei einem Außenpool, es kommt jedoch das Thema Lüftungstechnik und Entfeuchtung sowie Dämmung des Poolbereichs hinzu sowie die Problematik der Beheizung des Pools und des Schwimmbadraums im Winter, dafür gibt es weniger Probleme mit den Folgen der UV-Einstrahlung sowie weniger Eintrag organischer Verunreinigungen (Blätter, Pollen, Insekten, Vogelkot etc..) ins Wasser.

Da ich mich im Bereich Trinkwasser- und (Schwimm-)Bäderhygiene und Wasseraufbereitung berufsbedingt gut auskenne und ich (da die Kosten für das Haus ohnehin schon den ursprünglich geplanten Rahmen deutlich sprengten) nicht unbedingt noch viel Geld für Ingenieurbüros für Schwimmbadtechnik, Schwimmbadbauer etc. ausgeben wollte, ich mich andererseits auch gut mit Elektrotechnik und Informatik auskenne, habe ich beschlossen, meine Schwimmbadtechnik selbst zu konzipieren.

Ich werde sie hier detailliert vorstellen mit genauen Angaben und Begründungen für jedes Detail der Konstruktion. Da es sich um einen Innenpool handelt und die Kosten eh schon, nun ja, recht hoch waren, sollte die Anlage natürlich vollautomatisch laufen hinsichtlich Filterung, Rückspülung, Wasserstandsregulierung, Heizung, Dosierung von Chlor, pH-Korrektur und Flockungsmittel und natürlich in das Hausautomationssystem integriert werden und auch Remotezugriff per Internet bieten. Die Anlage bzw. deren Steuerung sollten außerdem flexibel erweiterbar und programmierbar sein, weswegen ich sowohl aus Kostengründen wie auch aus Gründen der Flexibilität und Erweiterbarkeit nicht auf eine Steuerung der üblichen Hersteller (z.B. Bayrol, Speck, Swimtec, Midas etc.) zurückgegriffen habe, sondern auf eine programmierbare Universalsteuerung aus dem Heizungsbereich…aber dazu später mehr.

Ich bitte gleich im Vorhinein um Verständnis, wenn im folgenden längere Textpassagen zur Theorie der Desinfektion, der Auslegung von Filtern und Pumpen, der Grundlagen der pH-Regulation etc. folgen. Wem das zu langweilig und zu kompliziert ist, der kann diese Passagen gern überspringen. Ich fand es jedoch lohnend, die Grundlagen mal jenseits der üblichen Marketingsprüche der Hersteller zu beleuchten und dadurch zu einer faktenbasierten Einschätzung einer sinnvollen Vorgehensweise zu kommen. Die Materie ist leider komplex, und der Teufel steckt wie üblich im Detail. Und wenn man die Details nicht kennt oder beachtet, hat man schnell statt einem Pool mit glasklarem, hygienischem Wasser ein trübes Algen- und Bakterienbiotop, das allenfalls mit viel Chemie noch zu retten ist.

Vorüberlegungen zur Desinfektion:

Auswahl des Desinfektionsmittels – welche kommen in Frage?

Es gibt ja verschiedene Möglichkeiten, das Wasser zu desinfizieren und Algenwachstum zu unterdrücken. Bekannt und altbewährt und auch in der öffentlichen Schwimmbadtechnik der Stand der Technik ist die Desinfektion mit Chlor. Hier gibt es verschiedene Möglichkeiten, von der Chlortablette im Skimmer oder einem Dosierschwimmer über Chlordosieranlagen mit Chlorbleichlauge bis hin zu Salz-Elektrolyseverfahren wie der sog. Durchlaufelektrolyse (häufig verwendet in Privatpools. da einfach und preisgünstig) sowie der Membranzellenelektrolyse (deutlich teurer, hat aber deutliche Vorteile, ist jedoch nur in gehobenen Privatpools zu finden). Darüber hinaus kann man natürlich auch mit Aktivsauerstoff (also Wasserstoffperoxid) desinfizieren (hat jedoch diverse Nachteile, von den deutlich höheren Kosten über den im Vergleich mit Chlor fehlenden Depoteffekt bis zur deswegen regelmäßig erforderlichen Stoßchlorung, so daß man letztlich doch wieder Chlor braucht). Für Innenpools kommt außerdem noch Brom als Desinfektionsmittel in Frage, jedoch eher für kleine Whirlpools (Nachteil: giftiger als Chlor, teurer, keine automatische Dosiertechnik). Dann gibt es natürlich auch noch Verfahren mit Ozon sowie der Kombination von UV-C mit Ozon (sog. UVOX-Verfahren), was aber eher für öffentliche Bäder in Frage kommt. Einfachere Ozongeneratoren, wie sie teilweise in Whirlpools zur Anwendung kommen, reichen für eine effektive Desinfektion in der Regel nicht aus.

Fazit: wenn man eine sichere, automatisch geregelte und gut steuerbare Desinfektion will, kommt de facto nur Chlor in der einen oder anderen Variante in Frage, ggf. ergänzt um eine UV-C-Desinfektion (empfehlenswert!).

Somit bleibt also nur die automatische Dosierung von Chlorbleichlauge oder eines der beiden Verfahren der Salzwasserelektrolyse. Welches also nun wählen?

Ich habe mich für die automatische Dosierung von Chlorbleichlauge entschieden.

Warum? Nun, wenn man die üblichen Marketing-Sprüche mal ignoriert und sich die Fakten anschaut, ergibt sich folgendes Bild:

Funktion der Salwasserelektrolyse:

Die Verfechter der Salzwasserelektrolyse geben an, das Verfahren vermeide Chemie, sei ‘natürlicher’, besser für die Haut, vermeide Haut- und Schleimhautreizungen durch Chlor etc… Was ist davon zu halten?

Nun, dazu muß man sich anschauen, wie Salzwasserelektrolyse (gemeint ist hier die verbreitete und günstige Durchlauflektrolyse, bei der teuren Membranzellenelektrolyse sieht es etwas anders aus) funktioniert:

Das Wasser wird zunächst mit Kochsalz versetzt, mit einer Konzentration von rund 0.5%. Bei einem Pool von 40m³ braucht man also 200 kg Salz. Das Salzwasser fließt dann nach dem Filter durch eine Elektrolysezelle. Dort liegt an Platin- oder Titan-Elektroden eine Gleichspannung an, die folgendes bewirkt:

An der sog. Kathode (Pluspol) entsteht Chlorgas in kleinen Bläschen (da das im Wasser gelöste ionisierte Cl- des Kochsalzes zur Kathode wandert). Das Chlorgas verbindet sich mit Wasser in einer chemischen Reaktion, wobei hypochlorige Säure sowie Salzsäure entstehen (Cl2 + H2O -> ClOH + HCl). Das im Wasser gelöste, ionisierte Natrium Na+ wandert hingegen zur Anode (Minuspol), ebenso wie H+ aus dem Wasser (Wasser liegt immer z.T. in sog. dissoziiertem Zustand vor, statt H2O also H+ und OH-). An der Kathode bilden sich also Natrium und Wasserstoff. Das Natrium verbindet sich mit OH- zu Natronlauge NaOH. NaOH und die Salzsäure HCl von der Kathode wiederum reagieren miteinander, wobei erneut Kochsalz und Wasser entstehen (HCl + NaOH -> NaCl + H2O). Übrig bleiben also hypochlorige Säure, die die eigentliche Desinfektion bewirkt, sowie ein bißchen Wasserstoff, der entweicht. Diese hypochlorige Säure ist diesebe hypochlorige Säure, die auch in Chlorbleichlauge zur Desinfektion enthalten ist. Chemisch betrachtet ist die Salzwasserelektrolyse also nur eine umständliche Art, mit demselben Chlor zu desinfizieren wie wenn man gleich Chlorbleichlauge verwenden würde.

Was ist nun also mit den im Marketing so gern beworbenen Vorteilen und was sind die Nachteile der Sakzwasserelektrolyse? Die erwähnten Reizungen von Haut und Schleimhäuten entstehen nicht durch Chlor (bzw. hypochlorige Säure), sondern durch sog. Chloramine, die durch die Reaktion von Chlor mit Harnstoff (aus Schweiß und Urin) sowie anderen organischen Verunreinigungen entstehen. Diese Chloramine (auch gebundenes Chlor genannt) verursachen den typischen ‘Schwimmbadgeruch’ sowie die Hautreizungen. Chlor an sich ist in den üblicherweise verwendeten Dosierungen (um 1mg/l) nicht reizend. Diese Chloramine entstehen daher natürlich auch bei der Salzwasserelektrolyse. Der Gehalt des sog. gebundenen Chlors im Wasser sollte nicht über 0.2mg/l liegen, um den Geruch und Hautreizungen zu vermeiden. Die Chloramine reichern sich im Laufe der Zeit im Wasser an und können durch einen (Teil-)Wasserwechsel, also regelmäßige Frischwasserzufuhr im Rahmen der Nachspeisung nach der Filterrückspülung verringert werden. Ein Teil der Chloramine kann auch durch eine UV-C-Desinfektionsanlage gespalten werden, weswegen eine solche zusätzlich zur Chlordesinfektion sinnvoll ist. Außerdem kann in Kombination mit UV-C der Chlorgehalt des Wassers und somit der Chlorverbrauch ggf. verringert werden.

Den Salzgehalt des Wassers mag der eine oder andere als angenehm auf der Haut empfinden, medizinisch machen die 0,5% Salzgehalt keinen Unterschied. Für therapeutische Effekte bräuchte man schon einen Salzgehalt um 20% wie im toten Meer. Die Elektrolyse bzw. der Salzgehalt des Wassers haben jedoch auch Nachteile:

– Korrosion an allen metallischen Oberflächen der Schwimmbadtechnik (z.B. Pumpe, Treppen und Geländer aus Edelstahl etc.). Alle metallischen Teile der Technik müssen dann entweder aus Kunststoff oder Bronze bzw. Rotguß bestehen (teuer). V2A und auch V4A-Stahl sind nicht ausreichend.

– Salznebel und erhöhhter Chloridgehalt (noch mehr als bei Chlordesinfektion ohnehin schon) in der Luft. Im Außenpool nicht allzu relevant, bei Innenpools jedoch sehr wohl. Der Salznebel sowie der Chloridgehalt führt zu Korrosion auch um das Becken herum im Schwimmbadraum sowie in der Lüftungsanlage

– Salzbelastung im Abwasser. Bei jeder Rückspülung gehen ein paar Hundert Liter Salzwasser in die Kanalisation, z.B. bei 200 l Rückspülvolumne sowie 100 l Klarspülvolumen insgesamt 1,5 kg Kochsalz, und wenn der Pool mal entleert wird gleich einige Hundert kg. Viele Stadtwerke finden das nicht lustig und vielerorts ist dies auch verboten. Außerdem muß dieses Salz natürlich nachgefüllt werden, sonst sinkt die Salzkonzentration im Wasser und die Desinfektion funktioniert nicht mehr richtig

– Probleme mit der Einhaltung der erforderlichen Chlorkonzentration. Die meisten Salzelektrolyseanlagen sind hinsichtlich der maximal möglichen Chlorproduktion zu knapp dimensioniert. Im Routinebetrieb mag es noch ausreichen, aber in Zeiten hohen Chlorbedarfs, insbesondere bei Außenpools im Sommer bei hohen Temperaturen, hohem Chlorverbrauch durch UV-bedingte Chlorzehrung sowie hohem Eintrag an organischem Material durch starken Badebetrieb, sind die meisten Anlagen nicht in der Lage, schnell genug ausreichend Chlor (bzw. hypochlorige Säure) zu produzieren, um einen ausreichenden Chlorgehalt des Wassers aufrecht zu erhalten. Hinzu kommt, daß bei solchen Anlagen meist nicht direkt der Chlorwert gemessen wird, sondern als sog. Surrogatparameter der sog. Redoxwert, der nicht den Chlorwert repräsentiert, sondern nur indirekt das sog. Keimabtötungsvermögen des Wassers bzw. der enthaltenen Desinfektionsmittel. Dieser Wert reagiert aber recht träge auf Veränderungen, was dann zu Unterdosierung an Chlor führen kann.

Fazit: Salzelektrlolyse funktioniert chemisch genau wie Dosierung von Chlorbleichlauge mit denselben Nachteilen. Aufgrund der o.g. Nachteile mit Korrosion, der schwiereigen Steuerbarkeit und der Gefahr der Unterdosierung mit nachfolgenden hygienischen Problemen kommt dieses Verfahren für mich nicht in Frage.

Ich habe mich daher für die automatische Dosierung von Chlorbleichlaugen über ein entsprechendes Dosiergerät entschieden.