Magazin Luftfeuchte	❮ 2023 März 01 ❯

Beste Energieeffizienz und Hygiene
in der Luftbefeuchtung

Liebe Leserinnen,
Liebe Leser,

neben der Aufgabe, Luft in einem RLT-Gerät so effizient wie möglich auf eine gewünschte Feuchte zu befeuchten, sollte das dazu eingesetzte Verfahren gleichzeitig so wenig Energie und Wasser wie möglich verbrauchen und eine maximale Hygiene aufweisen. Diese Aufgaben können durch den Betrieb von hybriden Luftbefeuchtungssystemen bestmöglich erfüllt werden.

In der Technik kennzeichnet der Begriff „hybrid“ den Einsatz von zwei sich ergänzenden Systemen.
So wird zum Beispiel ein Hybrid-Pkw durch einen Verbrennungs- und einen Elektromotor angetrieben. Hybride Heizungen bestehen aus einem Öl-/Gas-Wärmeerzeuger und einer (Luft-)Wärmepumpe.
Doch wie wird „hybrid“ in der Luftbefeuchtung umgesetzt?

Die adiabate Luftbefeuchtung

Zur Luftbefeuchtung in RLT-Anlagen stehen drei Methoden zur Verfügung: Die Befeuchtung mit zuvor erzeugtem Dampf, sowie die adiabate Befeuchtung durch Zerstäuben oder durch Verdunsten von Wasser. Bei der Zerstäubung wird das zur Luftbefeuchtung benötigte Wasser über Hochdruckdüsen in winzige Wassertröpfchen zu einem feinen Sprühnebel zerstäubt. Dieser Wassernebel verdunstet rasch im Luftstrom. Die zum Verdampfen des Wassers notwendige Energie wird der Luft entzogen, die dadurch abkühlt (adiabater Prozess). Bei der Verdunstung wird Wasser auf ein Verdunstungsmedium mit einer großen Oberfläche (Kontaktbefeuchter) aufgebracht, an der es langsam und gleichmäßig verteilt herunterrieselt. Die den Kontaktbefeuchter durchströmende trockene Luft nimmt dort Wasser als Dampf auf, wobei auch hier die dazu benötigte Verdampfungsenergie des Wassers der Luft entzogen wird. Beide Methoden haben aber, wenn sie jeweils einzeln eingesetzt werden, einige Nachteile. Um eine ausreichende Vernebelung des Wassers zu erreichen, benötigen Zerstäubungssysteme einen Wasserdruck bis etwa 80 bar. Dadurch ergibt sich eine hohe elektrische Leistungsaufnahme für die Pumpe. Verdunstungssysteme haben aufgrund der konstruktiv begrenzt verfügbaren Oberfläche des Kontaktbefeuchters eine geringere Effizienz und benötigen im Betrieb große Wassermengen. Zudem ist hier im Hinblick auf die Hygiene auch auf die Problematik eines möglichen Eintrags lungengängiger Aerosole in die Zuluft hinzuweisen.

So funktioniert die Hybrid-Luftbefeuchtung

Hybrid-Luftbefeuchter nutzen die beiden zuvor beschriebenen Verfahren Zerstäubung und Verdunstung in Ergänzung zueinander in einem gemeinsamen System. Dabei wird im ersten Schritt das Befeuchtungswasser über justierbare Molekular-Zerstäubungsdüsen bei einem Niederdruck von 4 bis 8 bar zerstäubt und optimal im Gerätequerschnitt verteilt. Gleichzeitigt trifft ein Teil des eingesprühten Befeuchtungswassers auf die nachfolgende Verdunstereinheit. Diese besteht aus schräg angeordneten, hochporösen Spezial-Keramikelementen mit einer sehr großen inneren Oberfläche. Die dort aufgetroffenen Wassertröpfchen verdunsten dann komplett und frei von Aerosolen im Luftstrom, der die Keramikelemente durchströmt. Durch diese hybride Kombination hat ein solches System der Luftbefeuchtung mehrere erhebliche Vorteile.

Energetische Vorteile

Bei der Hybrid-Luftbefeuchtung ergeben sich durch den Einsatz einer Niederdruckpumpe (4 bis 8 bar) anstelle der Hochdruckpumpe (80 bar) erhebliche Einsparungen an elektrischer Energie. Eine weitere Steigerung der Systemeffizienz wird erreicht, indem die Druck- und Mengenregulierung des Befeuchtungswassers direkt über eine von Condair speziell entwickelte Umkehrosmose erfolgt.
Hierbei wird die Pumpe in der Umkehrosmoseanlage so genutzt, dass die Niederdruckpumpe des Hybridbefeuchters komplett entfallen kann. Wie Abbildung 2 zeigt, verringert sich durch diese Maßnahmen die Leistungsaufnahme der Luftbefeuchtung auf die zur Steuerung der internen Regelungskomponenten und Elektronik benötigte Energie auf einen weitgehend konstanten Wert von etwa 35 W. Dadurch können bei einer Luftbefeuchtung in einer RLT-Anlage mit einer hohen Luftleistung, die zum Beispiel in Gewerbeobjekten oder in der Industrie eingesetzt und die über viele Stunden pro Jahr betrieben wird, deutliche Stromkosteneinsparungen erreicht werden.

Der graue Bereich zeigt die elektrische Leistungsaufnahme eines Hochdruckbefeuchters (80 bar) in Abhängigkeit von der Befeuchtungsleistung in l/h. Diese Leistung sinkt deutlich beim Einsatz einer Niederdruckpumpe (4 bis 8 bar, obere blaue Kurve). Wird zur Befeuchtung die in der Umkehrosmoseanlage integrierte Pumpe genutzt, sinkt die Leistungsaufnahme des
Hybrid-Luftbefeuchters auf einen nahezu konstanten Wert von nur noch 35 W.

Hinzu kommen bei diesem System eine stufenlose Regulierung der Wassermenge und eine feinstufige Ansteuerung der Sprühkreise. So wird durch die Kombination der beiden Befeuchtungsmethoden auch eine maximale Ausnutzung des Befeuchtungswassers erreicht.

Bestmögliche Hygiene

Für einen einwandfreien und hygienischen Betrieb einer adiabaten Luftbefeuchtung ist stets eine Aufbereitung des Befeuchtungswassers zwingend erforderlich. Dazu wird das Wasser nach der Enthärtung mit einer Umkehrosmoseanlage entmineralisiert. Zudem muss eine wirksame, präventive Entkeimung des Wassers erfolgen, um eine Ausbreitung von Mikroorganismen effektiv zu unterbinden. Dazu bietet sich zum Beispiel das Condair „HygienePlus- Konzept“ mit Silberionisierung an.
Die elektronische Regelung mit automatischer Kapazitätsüberwachung sorgt dabei für eine exakte Dosierung der Silberionen mit einer konstanten Entkeimungswirkung und für bestmögliche hygienische Verhältnisse in allen wasserbenetzten Bauteilen des Befeuchtungssystems. Durch die Kombination von Zerstäubung und Verdunstung wird das eingebrachte Befeuchtungswasser optimal ausgenutzt. Die anfallende Überschusswassermenge ist sehr gering. Sie kann daher frei abgeleitet werden und wird nicht mehr dem Befeuchtungswasserkreislauf zugeführt. Das System arbeitet also stets mit hygienisch einwandfreiem, aufbereitetem Frischwasser. Um bei der adiabaten Befeuchtung stehendes Wasser zu verhindern, wird jeder Sprühkreis, der nicht aktiv ist, automatisch entleert. Wird die Leitfähigkeit in der Zulaufleitung überschritten oder bleibt das Befeuchtungssystem länger als 23 Stunden ohne Anforderung, wird ein Spülventil geöffnet und die Wasserzuleitung, sowie die Leitungen in der Zentraleinheit, werden mit frischem Wasser gespült.

Wenn die eingangs erläuterten technischen und hygienischen Voraussetzungen erfüllt werden,
können adiabate Systeme eine sehr energieeffiziente Methode zur Luftbefeuchtung darstellen.
Hybrid-Luftbefeuchter erreichen so eine sehr gute Hygienequalität und eine sehr wirtschaftliche Betriebsweise.

Wenn Sie noch mehr zum energetischen Einsparpotential mit Hybridluftbefeuchtung erfahren möchten, können Sie über die nachfolgenden Links einen Beratungstermin mit einem Vertriebs-Mitarbeitern in Ihrer Nähe vereinbaren oder die Produktbroschüre „Doppelte Intelligenz“ anfordern.

Mit freundlichen Grüßen

Geschäftsführer, Condair GmbH