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Luftbefeuchtung einfach erklärt:

Wie ermittelt man die Befeuchtungsstrecke?




Unter der Befeuchtungsstrecke versteht man die benötigte Distanz für die optimale Aufnahme des Dampfes in die Luft. Sie besteht im wesentlichen aus der Nebelzone und der Expansions- und Vermischungszone.

1. Definition
Die Befeuchtungsstrecke setzt sich zusammen aus der Nebelzone und der anschließenden Expansions- und Vermischungszone. Als Nebelzone bezeichnet man den Weg hinter der Luftbefeuchtungsanlage – von der Einbringung bis zur vollständigen Aufnahme der Dampfmenge durch die Anlagenluft. Daran anschließend folgt die Expansions- und Vermischungszone. In diesem Streckenabschnitt vermischt sich die eingebrachte Feuchtigkeit gleichmäßig mit dem Luftstrom. Die Länge der erforderlichen Befeuchtungsstrecke hängt jeweils von dem in Luftrichtung folgenden Bauteil ab. Zur Vermeidung von Kondensations-Erscheinungen innerhalb der Luftleitungen ist die richtige Bemessung der Befeuchtungsstrecke außerordentlich wichtig. Auch für die richtige Feuchteregelung ist ihre Kenntnis von grundlegender Bedeutung, da die Platzierung der Regelfühler erst dort erfolgen soll, wo ausgeglichene Feuchtewerte vorliegen.

Die Bestimmung der Befeuchtungsstrecke «BN» hängt von verschiedenen Faktoren ab. Zur einfachen Bestimmung der Befeuchtungsstrecke «BN» kann die Befeuchtungsstrecken-Tabelle verwendet werden. Die in der Tabelle angegebenen Richtwerte beziehen sich auf einen Zulufttemperaturbereich von 15°C bis 30°C.

Befeuchtungsstrecken-Tabelle bei einfachem Dampfverteiler

Eintrittsfeuchte
φ1 in %rF
Länge der Befeuchtungsstrecke BN in m
Austrittsfeuchte φ2 in %rF
40 50 60 70 80 90
5 0,9 1,1 1,4 1,8 2,3 3,5
10 0,8 1,0 1,3 1,7 2,2 3,4
20 0,7 0,9 1,2 1,5 2,1 3,2
30 0,5 0,8 1,0 1,4 1,9 2,9
40 - 0,5 0,8 1,2 1,7 2,7
50 - - 0,5 1,0 1,5 2,4
60 - - - 0,7 1,2 2,1
70 - - - - 0,8 1,7
φ1 in %rF: Relative Zuluftfeuchte vor der Befeuchtung bei der tiefsten Zulufttemperatur
φ2 in %rF: Relative Zuluftfeuchte nach dem Dampfverteilrohr bei maximaler Leistung


2. Einfluss der Befeuchtung auf die Regelgüte
Bei der Dampf-Luftbefeuchtung hat die Befeuchtungsstrecke besondere Bedeutung. Der aus den Dampfverteilrohren austretende Wasserdampf kondensiert zunächst im Luftstrom und ist innerhalb einer bestimmten Strecke (Befeuchtungsstrecke) als Nebel sichtbar. Anschließend folgt dann die Expansions- und Vermischungszone, in der es zu einer gleichmäßigen Durchmischung der Anlagenluft mit der eingebrachten Dampfmenge kommt. Diesem Umstand ist alleine im Hinblick auf eine hygienische Betriebsweise bei der Dimensionierung der Befeuchtungsstrecken Rechnung zu tragen. Für exakte Regelergebnisse kommt es auf eine optimale Feuchteverteilung am Montageort der Messfühler an. Die Befeuchtungsstrecke hängt von verschiedenen Faktoren ab und bildet die Basis für die Bestimmung der erforderlichen Mindestabstände zu nachfolgenden Anlageteilen und Messfühlern.

3. Wie kann man eine Befeuchtungsstrecke verkürzen?
Kondensation wird in gewisser Weise durch den Kontakt des Wasserdampfes mit der kühleren Anlagenluft begünstigt. Der Hauptgrund für Kondensation ist jedoch die ungünstige Verteilung der Dampfmenge über den Kanalquerschnitt entlang eines Dampfverteilrohres. Besonders bei Nachrüstungen stehen die benötigten Befeuchtungsstrecken nicht zur Verfügung. In solchen Fällen führt häufig die Verwendung von Mehrfach-Dampfverteilsystemen zum Erfolg. Damit kann eine möglichst homogene Verteilung des Wasserdampfes auf den gesamten Luftstrom mit entsprechend kurzen Befeuchtungsstrecken erfolgen. Ein wertvoller Maßstab zur Bewertung der Dampfverteilung ist der Homogenitäts-Index.

Befeuchtungsstrecken-Tabelle bei Mehrfach-Dampfverteiler

Eintrittsfeuchte
φ1 in %rF
Länge der Befeuchtungsstrecke BN in m
Austrittsfeuchte φ2 in %rF
40 50 60 70 80 90
5 0,22 0,28 0,36 0,48 0,66 1,08
10 0,26 0,26 0,45 0,45 0,64 1,04
20 0,16 0,22 0,30 0,41 0,58 0,96
30 0,10 0,17 0,25 0,36 0,52 0,88
40 - 0,11 0,20 0,30 0,45 0,79
50 - - 0,13 0,24 0,38 0,69
60 - - - 0,16 0,30 0,58
70 - - - - 0,20 0,45
φ1 in %rF: Relative Zuluftfeuchte vor der Befeuchtung bei der tiefsten Zulufttemperatur
φ2 in %rF: Relative Zuluftfeuchte nach dem Dampfverteilrohr bei maximaler Leistung

Für Kanalbreiten <600 mm verlängert sich die Befeuchtungsstrecke für Mehrfach-Dampfverteilsysteme um ca. 50%


4. Einzuhaltende Mindestabstände der Expansionszone
Damit der aus dem Dampfverteilrohr austretende Wasserdampf nicht an den nachfolgenden Anlagekomponenten kondensiert, müssen nachgeschaltete Anlagekomponenten einen bestimmten minimalen Abstand (auf der Basis der Befeuchtungsstrecke «BN») zum Dampfverteiler aufweisen.

vor/nach Verengung nach Erweiterung
Expansionszone vor/nach Verengung Expansionszone nach Erweiterung
vor Krümmer vor Verzweigung
Expansionszone vor Krümmer Expansionszone vor Verzweigung
vor Luftgitter vor Feuchteregler/Feuchtesensor
Expansionszone vor Luftgitter Expansionszone vor Feuchteregler
vor/nach Heizregister/Filter
Expansionszone vor/nach Heizregister
vor/nach Ventilator/Zonenabgang
Expansionszone vor/nach Ventilator


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