Luftbefeuchter

Was ist Luftfeuchtigkeit

Als Luftfeuchtigkeit wird der Wasserdampfgehalt der Luft bezeichnet. Die Höchstmenge (Sättigung) hängt sehr stark von der Lufttemperatur ab. Kalte Luft kann sehr viel weniger Wasserdampf aufnehmen als warme: Bei 6 °C enthält ein Kubikmeter maximal 7 g Wasserdampf, bei 42 °C maximal 52 g. Bereits hohe Luftfeuchtigkeit schränkt die Verdunstung stark ein.

Feuchteeinheiten

Als Maß der Luftfeuchte wird zum einen die relative Feuchte in Prozent angegeben, oder die Absolutfeuchte in g/kg. Die relative Feuchte ändert sich mit der Temperatur. Wird es wärmer, sinkt die rel. Feuchte. Fällt die Temperatur, so steigt die Feuchte. Aber nur bis 100%. Denn dann ist die Umgebungsluft oder Gas vollständig mit Wasser gesättigt (Taupunkt) und es kommt zur Kondensation, es regnet oder es bildet sich Schwitzwasser.

Die zweite Maßeinheit der Luftfeuchte ist die absolute Feuchte. Angegeben in g/kg, also Gramm Wasser in einem Kubikmeter Luft = 1 kg. Befinden sich 5 Gramm Wasser in einem Kubikmeter, so kann das 5% rel. Feuchte sein oder 100% rel. Feuchte, da der Wassergehalt immer gleich ist, solange nicht be- oder entfeuchtet wird. Die absolute Feuchte wird aber nur selten bei technischen Verfahren benutzt.

Entfeuchtung

Bei der Entfeuchtung wird lediglich die Luft so weit abgekühlt, dass der Taupunkt überschritten wird und der Wassergehalt kondensiert.

Warum befeuchten

Wird nun kalte Luft erwärmt, so sinkt der Feuchtewert stark ab. Bekannt ist dies auch im Winter durch die trockene Heizungsluft. Bei einer Außentemperatur von 0°C und 50% rel. Feuchte würde nach der Erwärmung auf 20°C nur noch eine Feuchte von 15% rel. Feuchte herrschen. In diesem Fall kann nur durch eine Luftbefeuchtung das natürliche Gleichgewicht zwischen Feuchte und Temperatur wieder hergestellt werden.

Befeuchtungsverfahren

Um die Luftfeuchte zu erhöhen, gibt es einige Verfahren. Der Dampfluftbefeuchter, als wohl unwirtschaftlichste Lösung wird immer seltener eingesetzt, da enorme Energie eingesetzt werden muss um Wasser zu verdampfen. Die unter die Rubrik Rieselbefeuchter fallenden Geräte pumpen Wasser über eine Matte oder poröse Platte und lassen mittels Ventilator die Luft durch den wie ein Schwamm aussehende Matte durchströmen. Das nicht durch die Luft aufgenommene Wasser wird teilweise wieder aufgesammelt und erneut eingesetzt. Hierbei kommt es zur Verkeimung des Befeuchterwassers.

Ein ebenfalls energieaufwendiges Befeuchtungsverfahren ist die Druckluftbefeuchtung. Hier wird mittels druckluftunterstützter Düse Wasser versprüht. Diese Art von Befeuchtung ist bei sehr geringen Leistungen im Bereich < 5 Liter pro Stunden in der Anschaffung wohl die günstigste Lösung, wenn man bereits ausreichend Druckluft zur Verfügung hat.

In den letzten Jahren werden stetig alle genannten Befeuchtungssysteme durch die Sprüh- oder Hochdruckbefeuchtung abgelöst. Zum einen lässt sich somit sehr feiner Wassernebel erzeugen und zum anderen kann dieser mit sehr geringem Energieaufwand produziert werden. Um einen Liter Wasser zu zerstäuben, werden lediglich 10 Watt benötigt. Nur als Vergleich, um einen Liter Wasser mittels Dampfbefeuchter zu verdampfen, werden 1000 Watt benötigt.

Bei der Hochdruckzerstäubung wird aber nicht nur 10 Watt zum Zerstäuben benötigt, sondern auch Energie aus der Umgebungsluft um den Sprühnebel zu verdampfen. Diesen Effekt nennt man adiabate Kühlung. Wird ein Liter Wasser in die Luft gesprüht, entzieht dieser der Luft 800 Watt Wärmeenergie und die Luft wird kühler. Wird trockene Luft mit 30°C auf 100% rel. Feuchte aufbefeuchtet, so kühlt sich die Luft auf 10°C ab.

Zerstäubungstechnik

In einer Düse wird Flüssigkeit in Rotation gebracht. An der Düsenaustrittsöffnung prallt die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit gegen die Bohrungsfläche und zerstäubt somit in Millionen feinster Flüssigkeitströpfchen. Diesen Prozess kann man durch den Bohrungswinkel der Düse, den Zerstäubungsdruck, der Viskosität der Flüssigkeit und der Temperatur beeinflussen.

Der wichtigste Faktor für eine hohe Zerstäubung ist der Druck. Erst ab ca. 40 bar besteht das Zerstäubungsmedium aus >99% schwebefähigem Nebel.

Wichtig ist auch die Umgebungslufttemperatur und Feuchte. Sprüht man in eine kalte und feuchte Luft, so wird das Medium nur langsam oder nicht vollständig verdampfen. Sprüht man hingegen in trockene und warme Luft, wird der Sprühnebel nach Sekunden verdampft und nicht mehr sichtbar sein.

Luftbefeuchtung

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