Energieeffiziente Regulierung
der Luftfeuchte in Gewächshäusern
Liebe Leserinnen, Liebe Leser,
jede Pflanze gibt unabhängig von der Umgebung im normalen Stoffwechselprozess Wasser an ihre Umgebung ab. Die Verdunstung von Wasser über die Stomata, also die Spaltöffnungen der Pflanze, wird als stomatäre Transpiration bezeichnet. Pflanzen besitzen die Fähigkeit, die Stomata zu öffnen und zu schließen, um die Wasserverdunstung zu regulieren. Gleichzeitig findet ein Gasaustausch statt, bei dem die Pflanze nicht nur Wasser, sondern auch Sauerstoff (O2) über die Spaltöffnungen abgibt und Kohlendioxid (CO2) aufnimmt. Das über das Wurzelwerk aufgenommene Wasser transportiert die Nährstoffe zu den verschiedenen Teilen der Pflanze, dient ihrer Kühlung und ist entscheidend für den Photosyntheseprozess. Werden Pflanzen in einem geschlossenen System angebaut, sammelt sich so lange Feuchtigkeit an, bis der Sättigungszustand erreicht ist und sich Luftfeuchte als Kondensat an den Wänden des Gewächshauses und an den Pflanzen niederschlägt. Ein Klima mit derart hohen Luftfeuchtewerten bietet die beste Voraussetzung zur Entstehung und Verbreitung von verschiedenen Pflanzenkrankheiten.
Demnach stellt die präzise Kontrolle der Luftfeuchte einen wesentlichen Faktor für das optimale Wachstum von Pflanzen und deren Gesundheit dar.
Luftfeuchtemangement durch Trockenheizen
Eine nach wie vor gängige Methode ist das Trockenheizen, bei der über eine Entlüftung die feuchte Gewächshausluft über Ventilatoren abgesaugt wird oder einfach die Fenster geöffnet werden. Ziel hierbei ist das Nachströmen oder Einbringen von trockenerer Außenluft über eine mechanische Belüftung. Die kühlere Außenluft muss dann jedoch mit hohem Energieaufwand, z. B. durch Gasbrenner, aufgeheizt werden. Angesichts der aktuellen Energiepreise ist diese Methode jedoch wirtschaftlich kaum noch vertretbar.
Zudem gerät der Einsatz dieser Methode der Feuchtekontrolle schnell an deren physikalische Grenzen. So kann Luft nicht unbegrenzt erwärmt werden, um die relative Feuchte zu senken und den Taupunkt zu erhöhen, da auch die Bedürfnisse der Pflanzen berücksichtigt werden müssen. Ist z. B. die Temperatur zu hoch, setzen Pflanzen mehr Feuchtigkeit frei, um sich selbst zu kühlen.
Bei einer stetigen Be- und Entlüftung ergeben sich im Inneren eines Gewächshauses zusätzlich ungleichmäßige Luftkonditionen. Am Außenlufteinlass ist die Luft trockener und ggf. kühl, im Bereich der Fortluft warm und feucht. Ein zusätzlicher Einflussfaktor ist der Zustand der Außenluft selbst, welche je nach Jahreszeit und Wetterlage einer stark schwankenden Luftfeuchte unterliegt.
Eine weitaus energieeffizientere Lösung stellen optimierte Luftentfeuchtungssysteme dar, die für eine Feuchtekontrolle in geschlossenen Gewächshäusern sorgen. Ihr Einsatz erzielt bis zu 50 % Energiekosteneinsparung.
Energetisch ineffiziente Senkung der Luftfeuchte über die Lüftung
Energetische Luftentfeuchtung senkt die Heizkostenn
Worauf ist bei einem Luftentfeuchter zu achten?
Zur effektiven Kontrolle der Luftfeuchte in Gewächshäusern stehen, je nach Anwendungsbereich, mit der
Kondensations-Luftentfeuchtung und der Adsorptionstrocknung zwei verschiedene
Luftentfeuchtungstechnologien zur Auswahl.
Basis eines jeden Kondensations-Luftentfeuchters ist ein geschlossener Kältekreis, welcher nach dem
Wärmepumpenprinzip arbeitet. Ein Ventilator saugt die feuchte Umgebungsluft an. Diese passiert zunächst
einen Luftfilter, bevor sie über den Verdampfer geführt wird. An dessen kalter Oberfläche wird sie unter
ihren Taupunkt abgekühlt, wobei ein Großteil des in ihr enthaltenen Wasserdampfs auskondensiert. Das
auskondensierte Wasser wird in einer unter dem Verdampfer installierten Kondensatwanne aufgefangen und
dann direkt in den Abfluss geleitet oder in den Wasserkreislauf zurückgeführt. Anschließend passiert der nun
entfeuchtete Luftstrom den Verflüssiger, wo er durch die Kondensationswärme des Kältekreises
gewinnbringend erwärmt wird. Dadurch bedingt ist die entfeuchtete, dem Raum zugeführte Luft stets
wärmer als beim Eintritt in den Entfeuchter.
Funktionsprinzip Kondensationsentfeuchtung
Adsorptionstrockner kommen dort zum Einsatz, wo die Kondensations-Luftentfeuchter physikalisch an ihre
Grenzen stoßen, z. B. bei niedrigen Temperaturen oder sehr niedrigen Luftfeuchten.
Das Funktionsprinzip der Adsorptionstrocknung beruht auf dem Sorptionsprinzip, nach dem zwei
gegenläufige Luftströme im Trocknungs- und im Regenerationsprozess eine kontinuierliche Entfeuchtung
ermöglichen. Der Adsorptionsrotor besteht aus einer gewellten und fein lamellierten Speichermasse, welche
mit einem stark hygroskopischen Silicagel beschichtet ist. Der Gesamtquerschnitt des Rotors ist in einen
Trocknungssektor und einen Regenerationssektor aufgeteilt. Feuchte Umgebungsluft wird über einen
Ventilator angesaugt und über den Adsorptionsrotor geleitet. Hierbei wird der darin enthaltene
Wasserdampf adsorbiert und erwärmt.
Bei einem kleineren gegenläufigen Luftvolumenstrom, der Regenerationsluft, wird die zuvor adsorbierte
Feuchtigkeit wieder aus dem Rotor desorbiert. Durch Erwärmen der einströmenden Regenerationsluft wird
der im Rotor gebundene Wasserdampf ausgetrieben und mit dem Feuchtluftstrom nach außen abgeführt.
Über eine langsame Drehung des Adsorptionsrotors wird eine kontinuierliche Entfeuchtung erreicht. Dieser
Prozess der Adsorption bzw. Desorption kann beliebig oft wiederholt werden, ohne den Wirkungsgrad des
Sorptionsmittels wesentlich zu beeinflussen.
Funktionsprinzip Adsorptionstrocknung
Nach welchen Größen wird ein Luftentfeuchter ausgewählt?
Welche Technologie zum Einsatz kommt, hängt von den Bedürfnissen der jeweiligen Anbautechnik und der
Anzahl der Pflanzen im Gewächshaus ab. Ziel ist es, die von den Pflanzen freigesetzte Feuchtigkeit
abzuführen, um für sie optimale Umgebungsbedingungen zu gewährleisten.
Hierbei müssen die Jahreszeiten und der Standort berücksichtigt werden. Ein Gewächshaus in einer kaltgemäßigten
Zone unterliegt anderen äußeren Einflussfaktoren als eins in einer subtropischen Zone.
Bei Warmkulturen, in denen Temperaturen > + 22 °C überwiegen, kommen ausschließlich
Kondensationsluftentfeuchter zum Einsatz. Hier herrschen für diese Technologie optimale
Betriebsbedingungen und die Entfeuchter arbeiten aufgrund des Wärmepumpeneffekts sehr
energieeffizient.
Bei Kaltkulturen und Temperaturen < + 12°C geraten konventionelle Kondensationsluftentfeuchter an ihre
physikalischen Grenzen. Die Effektivität der Entfeuchtung und die Leistungszahl des Wärmepumpenprozesses
nehmen deutlich ab. Um den Verdampfer eisfrei zu halten, müssen periodisch Abtauungen erfolgen.
Adsorptionstrockner unterliegen hingegen nicht den Betriebsgrenzen der eingesetzten Kältemittel, die in der
Luft enthaltene Feuchtigkeit wechselt nicht den Aggregatzustand und der Sorptionsprozess funktioniert auch
Betriebscharakteristika Kondensations-Luftentfeuchter und Adsorptionstrockner
Spezifischen Leistungsaufnahme nach Thiekötter bei 70% r.F.
bei Minustemperaturen. Selbst wenn die spezifische Leistungsaufnahme auf den ersten Blick höher ist,
können die Betriebskosten für einen Adsorptionstrockner stark reduziert werden, indem örtlich zur
Verfügung stehende Abwärme, z. B. einer Kraft-Wärmekoppelung, oder Fernwärme für den
Entfeuchtungsprozess verwendet wird. Zusätzlich können Adsorptionstrockner um eine
Wärmerückgewinnung ergänzt werden, um den Energieverbrauch zusätzlich zu senken.
Neben dem Einsparpotenzial bei der Verwendung eines Luftentfeuchtungssystems ergeben sich weitere
Vorteile. Beide Luftentfeuchtungstechnologien erwärmen die getrocknete Luft und reduzieren den
Heizbedarf des Gewächshauses. Durch die Ventilation der entfeuchteten Luft wird trotz Pflanzendichte ein
gleichmäßiges Klima erreicht. Ohne Lüftung bilden sich lokal Mikroklimata mit erhöhter Feuchte, in denen
Pflanzenkrankheiten entstehen können. Nicht nur die Blätter werden vor Kondenswasser bewahrt, auch die
Gewächshauswände bleiben mithilfe eines Entfeuchters trocken. Zudem gibt es keine Beeinträchtigung der
Sonneneinstrahlung. Bei Kondensationsluftentfeuchtern fallen große Mengen Kondensat an, welches zurück
in den Wasserkreislauf geführt werden kann.
Zusammenfassend lässt sich festhalten: Eine effektive Luftentfeuchtung in Gewächshäusern bietet zahlreiche
Vorteile für deren Betreiber. Neben der Vermeidung von Schäden an Pflanzen trägt sie nicht nur zu einem
optimalen Klima bei, sondern kann die Erträge steigern und den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln
verringern. Darüber hinaus kann die Verwendung von energieeffizienten Entfeuchtungsgeräten zu
erheblichen Kosteneinsparungen bei der Klimatisierung des Gewächshauses führen.
Wenn Sie noch Fragen zur Luftentfeuchtung haben oder weitere Informationen wünschen, kontaktieren Sie
gerne unseren Vertrieb.
