Technologien

 
Tauchelektroden-Befeuchter
Die Befeuchter mit Tauchelektroden produzieren Dampf durch die Erwärmung des Wassers gemäß Jouleschem Effekt und durch die Umwandlung der elektrischen Energie in Wärmeenergie. Sie benutzen das Wasser selbst als Widerstandselement, das von Strom durchflossen wird. Die erzeugte Dampfmenge ist proportional zur elektrischen Energie, die ihrerseits proportional zum Wasserstand ist.
Die elektrische Energie wird mit einem Stromwandler gemessen: Wird der Wasserstand mit einem Zulauf- und Abschlämmventil reguliert, kann die Energie und damit die Dampfproduktion genau geregelt werden. 
Der Wasserstand muss aufgrund der Verdampfung aufgefüllt werden. Da Dampf keine Mineralien führt, erhöht das Wasser seine Salzkonzentration bis auf potenziell korrosive Werte. Die fortschrittliche Regelsoftware hält die Wasserkonzentration auf einem optimalen Wert und erzielt somit den besten Kompromiss zwischen Wasser- und Energiewirtschaftlichkeit und Lebensdauer des Befeuchters. Mit der Zeit lagert sich Kalk am Dampfzylinder ab, der auf einfache Weise gereinigt oder ausgewechselt werden kann.
 
Im Vergleich zu den komplementären Befeuchtern mit elektrischen Heizelementen oder Gasbefeuchtern kennzeichnen sich die Tauchelektroden-Befeuchter durch:
  • niedrigere Anschaffungskosten;
  • die Speisung mit Trinkwasser (weder vollständig entmineralisiert noch enthärtet);
  • einen periodischen Reinigungsbedarf (oder Austausch) des Dampfzylinders;
  • eine Dampfmodulation, die sich für Komfort- oder Industrieanwendungen ohne extreme Regelanforderungen eignet.
 
Befeuchter mit elektrischen Heizelementen
In diesen Geräten wird die Wärmeleistung für die Dampfproduktion mittels elektrischen Heizwiderständen, die in das siedende Wasser eingetaucht sind, erzeugt. Sie können mit entmineralisiertem Wasser gespeist werden, weil sie die elektrische Leitfähigkeit des Wassers nicht benötigen (es fließt kein Strom durch das Wasser); mit entmineralisiertem Wasser ist auch der periodische Wartungsaufwand aufgrund der minimalen Kalkablagerungen sehr gering.
Die Heizelemente müssen dagegen vollständig ins Wasser eingetaucht sein, um sich nicht zu überhitzen, weshalb auch Füllstandfühler erforderlich sind. Für eine genaue Regelung der Dampfleistung werden Bauteile (wie Festkörperrelais) verwendet, welche die elektrische Leistung mit variablen Arbeitszyklen anlegen lassen.
Diese Merkmale machen die Befeuchter mit Heizelementen komplexer als jene mit Tauchelektroden, jedoch unabhängig von der Wasserqualität, und ermöglichen eine viel genauere Dampfregelung. Da die Befeuchter mit Heizelementen an sich überhitzungsgefährdet sind, müssen die Bauqualität und Sicherheitsvorrichtungen einen zuverlässigen und langzeitigen Betrieb garantieren.
 
Die Befeuchtung mit elektrischen Heizelementen, die komplementär zu jener mit Tauchelektroden ist, kommt immer häufiger in Bauten zum Einsatz, in denen:
  • die Feuchte hochpräzise geregelt werden muss (Museen, Labors, Reinräume);
  • die Wasserqualität nicht konstant oder problematisch ist (wie auf Schiffen);
  • der periodische Wartungsaufwand stark eingeschränkt werden soll (Speisung mit entmineralisiertem Wasser).
 
Gasdampfbefeuchter
Die mit Gas gespeisten Befeuchter verwenden ein lokales Brenner-/Wärmetauscher-System, um Dampf zu erzeugen. Sie erzielen gleichzeitig die für den Verbrennungsprozess typische Betriebsökonomie und das einfache Anlagenlayout eines eigenständigen Gerätes.
Die Installations-, Wartungs- und Überwachungsprobleme der Gasanlage ähneln jenen der Hausboiler für die Warmwasserbereitung.
Der Wärmetauscher besteht allgemein aus rostfreiem Edelstahl oder Aluminium und ist in einem Tank gelagert, ebenfalls aus rostfreiem Stahl, der bis auf einen konstanten Füllstand mit Wasser gefüllt wird. Im Innern des Wärmetauschers befindet sich das Brennerteil, mit Vormischungsbrennern mit Metallfaser-Kopf und Flammenfühlern.
Die Flammenmodulation und somit die Dampfproduktion erfolgen stufenlos anhand einer Drehzahlregelung des Verbrennungsluftventilators.
 
Die gasgespeisten Befeuchter, die komplementär zu den stromgespeisten Befeuchtern sind, empfehlen sich:
  • bei besonders hohen Befeuchtungslasten (Heavy-Duty-Anwendungen);
  • wenn die Gaskosten unter den Stromkosten liegen und die Betriebskosten eingeschränkt werden sollen;
  • wenn die höheren Anschaffungskosten in der Aussicht auf zeitlich langfristige Einsparungen akzeptabel sind.
 
Zentral-Dampfverteiler
Die direkten Dampfbefeuchter werden mit Zentral-Dampf (Betriebsdampf) unter Druck versorgt und verteilen den Trockendampf direkt im Luftkanal oder in der RTL-Anlage. 
 
Vorteile:
  • Minimale Absorptionsstrecke: Der Dampfauslass über durchgehende Schlitze (anstelle der üblichen Düsen wie in den meisten Konkurrenzsystemen) erzeugt eine dünne Dampfschicht, die von beiden Seiten des Verteilers herbei fließt und einen vollständigen Kontakt mit der Luft herstellt, wodurch die Absorptionsstrecke auf ein Minimum reduziert werden kann (rund die Hälfte im Vergleich zu den konventionellen Systemen).
  • Geringste Verluste durch Kondensation: Die Verteiler sind mit einer hochtechnologischen Keramik-Wärmeverkleidung beschichtet (aus dem Raumfahrtsektor), welche die Verluste aufgrund von Kondensation und die Heizung der Umgebungsluft um 90% vermindert.
  • Kein Austritt von Kondensattropfen: Die Dampfverteiler leiten die eventuellen Kondensattropfen wieder zur Rohrmitte zurück, wo sie erneut verdunsten können.
 
Adiabatische Befeuchter für RLT-Anlagen/Luftkanäle und Räume
Adiabatische Befeuchter bewirken eine direkte Verdunstung des Wassers in der Luft ohne Energiezufuhr von außen und somit ohne Erhöhung der Temperatur; die für die Verdunstung nötige Wärme wird von der befeuchteten Luft bereit gestellt, welche dadurch abkühlt.
 
Diese Geräte schaffen eine große Kontaktoberfläche zwischen Luft und Wasser im flüssigen Zustand, auf dem sich eine dünne Sattdampfschicht bildet, mit einem Partialdruck gleich jenem des Sättigungsdrucks bei der Temperatur der Flüssigkeit.
Ist dieser Druck höher als der Partialdruck des Wasserdampfes in der Luft - zum Beispiel bei einer Wassertemperatur über dem Taupunkt der Luft und nicht gesättigter Luft -, besteht ein Druckgradient, der die progressive Verdunstung der Flüssigkeit mit Verbrauch der reinen Wärme des Wassers und der Luft bewirkt. 
 
Dieses Prinzip wird von den Zerstäubern genutzt, welche kleinste Tröpfchen mit einem Durchmesser einiger Millionstel Meters erzeugen. Die Tröpfchen geben eine große Oberfläche preis und fördern somit die schnelle Verdunstung des Wassers. 1 kg Wasser, zerstäubt in Tröpfchen mit 10 Mikrometer Durchmesser, besitzt eine Oberfläche von 600 Quadratmetern!
 
Die größten Vorteile der adiabatischen Zerstäuber sind:
  • Niedrigst-Energieverbrauch: die Hochdrucksysteme verbrauchen weniger als 4 Watt pro kg/h elektrische Leistung im Vergleich zu den 750 W der Dampfbefeuchter;
  • hohe Befuchtungskapazität: die Befeuchtungskapazität reicht von wenigen kg/h (humiSonic hat beispielsweise eine Mindestkapazität von 0,5kg/h) bis zu Tausenden kg/h (humiFog);
  • geringster Wartungsaufwand, vor allem bei der Speisung mit entmineralisiertem Wasser.
In der Vergangenheit wurden adiabatische Befeuchter in Anwendungen, die eine hohe Hygienesicherheit verlangten, nicht eingesetzt, weil sie das Wasser wiederverwendeten. Heute besitzen die fortschrittlichsten adiabatischen Befeuchter eine hohe Absorptionseffizienz (Verhältnis zwischen dem von der Luft absorbiertem und dem zerstäubtem Wasser), weshalb kein Wasser umgewälzt wird. Sie vermeiden außerdem Wasseranstauungen anhand von periodischen Spül- und Entleerungszyklen, verwenden entmineralisiertes Wasser und bakteriostatische Baustoffe. humiFog wurde beispielsweise vom Institut für Lufthygiene von Berlin als konform mit den strengsten Hygienevorschriften zertifiziert (VDI6022).
 
Die adiabatischen Befeuchter werden immer häufiger für Energy-Saving-Anwendungen eingesetzt: direkte oder indirekte adiabatische Kühlung in RLT-Anlagen oder direkte Raumbefeuchtung mit minimalem Energieverbrauch bei einer beträchtlichen Kühlung der Luft in Verwendung von einfachem, reinem Wasser.
 
Zentrifugalbefeuchter
In den Zentrifugalbefeuchtern erfolgt die Vernebelung durch die Beschleunigung des Wassers mit einer Drehscheibe. Der dabei entstehende feine Aerosolnebel wird, getragen vom Luftstrom eines integrierten Ventilators, im Raum verteilt, wo er verdunstet und die Luft befeuchtet und kühlt. 
Es sind einfache, wirtschaftliche und wartungseinfache Befeuchtungssysteme.
Der Befeuchter wird von einer integrierten elektronischen Platine angesteuert. Neben dem Normalbetrieb des Gerätes führt diese auch einen Spülzyklus des Wassertanks beim Start und einen Entleerungszyklus am Ende der Befeuchtungsanforderung durch. Auf diese Weise werden Wasseransammlungen im Befeuchter vermieden. 
Jeder Zentrifugalbefeuchter muss an einen Schaltschrank (von CAREL lieferbar) angeschlossen werden, um einen oder zwei Befeuchter parallel anzusteuern. Er kann sowohl mit normalem Leitungswasser als auch mit aufbereitetem Wasser gespeist werden (siehe technische Daten).
 
Ultraschallvernebler
Ein in Wasser getauchter piezoelektrischer Wandler wandelt die angelegte elektrische Energie in mechanische Hochfrequenzschwingungen um. Das Wasser ist aufgrund seiner Trägheit nicht imstande, dieser mechanischen Bewegung zu folgen; es erzeugt eine Wellenbewegung nach oben und unterliegt anschließend einem Depressionseffekt nach unten mit Hohlraumbildung. Durch das Sieden bei niedrigen Temperatur- und Druckwerten bildet sich an der Oberfläche feiner Nebel. 
Vorteile: 
  • Sehr niedriger Stromverbrauch;
  • Verwendung von entmineralisiertem Wasser: gewährleistet die Beseitigung von Problemen aufgrund von Bakterien und weiteren Kontaminanten;
  • doppelte Wirkung: bei der Befeuchtung wird aufgrund der adiabatischen Wirkung die Luft gleichzeitig gekühlt, was die Betriebszeit des Kälteverdichters vermindert;
  • fein zerstäubtes Wasser: Aerosolteilchen von einigen Mikron Durchmesser, die leicht und schnell von der Luft absorbiert werden.
 
Druckluftwasserzerstäuber
Das Funktionsprinzip der Druckluftwasserzerstäuber besteht in der Verwendung von Druckluft, um das Wasser in feinste Tröpfchen zu vernebeln. 
Die Tröpfchen verdunsten spontan in der Luft, die dadurch befeuchtet und gekühlt wird. Die Verdunstung erfolgt praktisch durch die „Absorption" der reinen Wärme der Luft, die als Folge davon abkühlt. 
Das System setzt sich zusammen aus:
  • Steuerkästen mit elektronischer Steuereinheit;
  • speziellen Zerstäuberdüsen, die in RLT-Anlagen/Luftkanälen oder direkt im zu befeuchtenden/kühlenden Raum installiert werden;
  • Verteilerrohren für Luftkanäle;
  • UV-Desinfektor und Schutzfiltern.