Zur Luftentfeuchtung werden im Wesentlichen zwei Verfahren angewandt:

Trocknung durch Sorption
Adsorption des in der feuchten Luft enthaltenen Wasserdampfes an hygroskopischen Oberflächen (Silikagel-Rotor). Die vorliegende Broschüre behandelt ausschließlich Entfeuchtungs- und Trocknungslösungen von Stand-Alone-Geräten, daher findet die Entfeuchtung über kaltwassergespeiste Oberflächenkühler, wie sie in RLT-Anlagen zum Einsatz kommen, keine weitere Erwähnung.

Luftentfeuchtung durch Kondensation
Hierbei erfolgt eine Abkühlung der feuchten Luft unter den Taupunkt indem der Luftstrom über die kalte Oberfläche eines Wärmetauschers geführt wird (Verdampfer eines Kältekreises).

Kondensations-Luftentfeuchter
Kondensations-Luftentfeuchter als betriebsfertige Aggregate kommen häufig in industriellen und gewerblichen Anwendungen zum Einsatz, ebenso zur Entfeuchtung von Schwimmhallen. Überall dort, wo es um die Einhaltung von Luftfeuchten zwischen 45 und 60 % r.F. geht, stellen Kondensationsentfeuchter eine energieeffiziente und wirtschaftliche Lösung dar. Schwimmbad-Luftentfeuchter sind spezielle Varianten der Kondensations-Luftentfeuchter. Sie sind durch spezielle Maßnahmen (z.B. Beschichtung der Wärmetauscher) gegen chlorhaltige Luft geschützt und können mit zusätzlichen Wärmetauschern für die Raumheizung, Beckenwasserkondensatoren usw. ausgestattet werden.

Limitierende Faktoren hinsichtlich des erreichbaren Endfeuchtegehalts sind in erster Linie die Eigenschaften des eingesetzten Kältemittels (Druck, Temperatur) sowie der konstruktive Aufbau des Verdampfer-Wärmetauschers (Bypass-Faktor). Allgemein gilt, dass Kondensationsentfeuchter in Temperaturbereichen zwischen ca. +5 und +36 °C sinnvoll eingesetzt werden können, bei einer erreichbaren relativen Feuchte von ca. 45 % r.F.

Funktionsweise eines Kondensations-Luftentfeuchters
Basis eines jeden Kondensations-Luftentfeuchters ist ein geschlossener Kältekreis, welcher nach dem Wärmepumpenprinzip arbeitet. Ein Lüfter saugt die feuchte Umgebungsluft an. Diese passiert zunächst einen, zum Schutz der Wärmetauscher installierten, Filter bevor sie über den Verdampfer geführt wird. An dessen kalter Oberfläche wird sie unter ihren Taupunkt abgekühlt, wobei ein Großteil des in ihr enthaltenen Wasserdampfes auskondensiert.

Das auskondensierte Wasser wird in einer unter dem Verdampfer installierten Kondensatwanne aufgefangen und dann direkt in den Abfluss geleitet oder in einem entsprechenden Behältnis aufgefangen. Anschließend passiert der nun entfeuchtete Luftstrom den Verflüssiger, wo er durch die Kondensationswärme des Kältekreises erwärmt wird. Auch die Abwärme des Lüfters und des Verdichters werden teilweise von dem über den Entfeuchter geführten Luftstrom aufgenommen. Dadurch bedingt ist die entfeuchtete, dem Raum zugeführte, Luft stets wärmer als beim Eintritt in den Entfeuchter.

Adsorptionstrockner
Adsorptionstrockner kommen dort zum Einsatz wo die Kondensations-Luftentfeuchter physikalisch an ihre Grenzen stoßen und die Einhaltung minimaler absoluter Feuchten bzw. Wasserdampfgehalte gefordert ist. Die Angabe des Wasserdampfgehaltes erfolgt bei dieser Technologie nicht mehr in % r.F., sondern stets in der absoluten Feuchte x in g/kgtr.Luft oder in der zugehörigen Taupunkttemperatur in °C.

Das Prinzip der Sorption beruht auf der Eigenschaft einiger Stoffe, Wasserdampf an ihrer Oberfläche zu binden. Die innere Oberfläche dieser Stoffe liegt in Größenordnungen zwischen 600 und 1000 g/m2. In der direkten Umgebung dieser chemischen Stoffe herrscht ein enorm niedriger Wasserdampfpartialdruck. Aufgrund der thermodynamischen Gesetzmäßigkeiten diffundiert Wasserdampf aus Umgebungen höheren Partialdrucks (in diesem Falle aus der Umgebungsluft) in Gebiete niedrigeren Partialdrucks (Sorptionsmittel).

Als Sorptionsmittel werden Silicagel, Aluminiumoxide oder auch Molekularsiebe eingesetzt. Die weitere Betrachtung beschränkt sich ausschließlich auf Adsorption mittels Silicagel, da dies im HLK-Bereich das mit Abstand am meisten verbreitete Sorptionsmittel ist.

Funktionsweise eines Adsorptionstrockners
Feuchte Umgebungsluft (Prozessluft) wird über einen Lüfter angesaugt und durch einen Adsorptionsrotor geleitet. Der Adsorptionsrotor besteht aus einer gewellten und fein lamellierten Speichermasse mit einer enormen inneren Oberfläche, welche mit dem stark hygroskopischen Silicagel beschichtet ist. Der Gesamtquerschnitt des Rotors ist in einen Trocknungssektor von 270° und einen Regenerationssektor 90° aufgeteilt. Die Sektoren sind gegeneinander abgedichtet.

Über einen Motor erfolgt eine kontinuierliche, langsame Drehung des Adsorptionsrotors, die Drehfrequenz liegt in einem Bereich von etwa 5 – 30 Umdrehungen / Stunde. Der Trocknungssektor des Rotors wird kontinuierlich von dem zu trocknenden Luftstrom durchströmt.

Hierbei wird der darin enthaltene Wasserdampf fast vollständig adsorbiert. Der 90° Regenerationssektor des Rotors wird im Gegenstrom von Regenerationsluft, welche zuvor über ein Regenerationsregister auf etwa 120 °C erhitzt wurde, durchströmt. Hierdurch wird adsorptiv im Rotor gebundener Wasserdampf wieder ausgetrieben und mit dem Feuchtluftstrom nach außen abgeführt. Der Regenerationsluftstrom beträgt etwa 1/3 des Prozessluftstroms.

Dieser Prozess der Adsorption / Desorption kann beliebig oft wiederholt werden, ohne dass der Wirkungsgrad des Sorptionsmittels wesentlich beeinflusst wird. Die Adsorptionskapazität von Silicagel ist so hoch, dass ohne Weiteres Taupunkte von – 70 °C erreicht werden können.

Warum Luftentfeuchtung?

Insbesondere im industriell-gewerblichen Bereich, beim Bäderbetrieb und in der Lagerhaltung, sieht sich der Nutzer oft mit einer dringenden Notwendigkeit zur Kontrolle der Luftfeuchte konfrontiert.

Sicherstellung der Produktqualität:
Eine genau definierte Luftfeuchte in Produktionprozessen ist oft die Voraussetzung für eine gleichbleibende Produktqualität. Der Einsatz von Luftentfeuchtern und Trocknern trägt zu stabilen und sicheren Produktionsprozessen bei.

Aufrechterhaltung der Betriebsbereitschaft und Schutz vor Produktionsausfällen:
Rohrleitungen, Installationen, Betriebsmittel und technische Einrichtungen werden vor Feuchteschäden geschützt. Dies trägt zu deren ständigen Betriebsbereitschaft bei und schützt vor hohen Sanierungskosten. Die Gefahr von Produktionsausfällen wird deutlich verringert.

Werterhaltung in Lager und Archiv:
Im Lager- und Archivbereich schützen Luftentfeuchter wertvolle Güter vor den teuren Folgen sämtlicher Feuchteschäden, im Extremfall vor deren Zerstörung.

Stillstandskonservierung:
Zeitweise außer Betrieb gesetzte Maschinen und Anlagen werden während der Stillstandszeit durch Luftentfeuchter vor Korrosionsschäden geschützt. Ihre Funktionsfähigkeit bleibt erhalten, die Betriebsbereitschaft kann dadurch schneller wieder hergestellt werden.

Schutz der Bausubstanz:
Luftentfeuchter dienen hier zur Verhinderung / Minimierung der Wasserdampfdiffusion durch Gebäudebauteile und schützen diese somit langfristig vor ihrer Zerstörung. Hohe Folgekosten zur Gebäudesanierung können dadurch verhindert werden.

Betriebssicherheit und Hygiene:
Kondensatablagerungen auf Laufwegen führen zu einer erhöhten Unfallgefahr und zu vermehrter Keimbildung. Luftentfeuchter dienen hier der Aufrechterhaltung einer sicheren und hygienischen Umgebung.