Regelung Condair Produkt


Regelkriterien in der Luftbefeuchtung

Wie lässt sich das optimale Regelkonzept für einen Luftbefeuchter ermitteln?




Gemeinhin wird zwischen Raum-Feuchteregelung bzw. Abluft-Feuchteregelung und Zuluft-Feuchteregelung unterschieden. Welche Regelvariante zum Einsatz kommt, hängt von der jeweiligen Anlagenkonzeption und der Aufgabenstellung ab.


Raum- und Abluft-Feuchteregelung

In Klimaanlagen wird vorzugsweise die Raum- bzw. Abluft-Feuchteregelung angewandt. Dabei ist der Regelfühler im Raum selbst oder im Abluftkanal platziert. Durch die große Distanz zwischen Dampfverteiler und Feuchtefühler ist normalerweise eine sehr gute Durchmischung der Luft gewährleistet. Die Regelstrecke bei dieser Art der Feuchteregelung zeichnet sich durch ihre große Speichermasse aus und erleichtert ein stabiles Regelverhalten.


Zuluft-Feuchteregelung

Die Zuluft-Feuchteregelung wird dort eingesetzt, wo dies aus anlagentechnischen Gründen erforderlich ist. Hierzu zählt beispielsweise eine zentrale Luftbefeuchtung mit nachfolgenden Zonenabgängen, welche individuell nachbefeuchtet werden. Selbst Raum- bzw. Abluft-Feuchteregelungen können die regeltechnischen Eigenschaften einer Zuluft-Feuchteregelung aufweisen, wenn das Raumvolumen sehr klein oder die Luftwechselraten sehr hoch sind. Der Regelfühler ist bei dieser Regelvariante im Zuluftkanal nach dem Dampfverteiler platziert. Wegen der geringen Speichermasse zwischen Dampfverteiler und Feuchtefühler ist der Schwierigkeitsgrad der Regelstrecke üblicherweise hoch.


Auswahl des geeigneten Regelsystems

Die Auswahl des geeigneten Regelsystems für einen bestimmten Anwendungsfall ist abhängig von Regelstrecke, zulässiger Regeltoleranz, Feuchteerhöhung und Zulufttemperatur. Neben dem Schwierigkeitsgrad der Feuchteregelstrecke, der gewählten Regeleinrichtung sowie der Einstellung der Regelparameter, wird die Regelgüte eines Feuchte-Regelkreises aber auch durch den Befeuchter selbst stark beeinflusst.

Überdimensionierte Befeuchterleistungen können im unteren Teillastbereich ein ungünstiges Regelverhalten aufweisen. In diesem Fall ist darauf zu achten, dass auch im unteren Teillastbereich eine stetige Leistungsregelung möglich ist. Bei der Luftbefeuchtung wird zwischen „isothermer” Befeuchtung (Dampf) und „adiabater” Befeuchtung (Zerstäuben, Verdunsten) unterschieden. Obwohl die Dampf-Luftbefeuchtung streng genommen keine exakt isotherme Zustandsänderung darstellt, wird die auftretende geringfügige Erwärmung der Luft für die Betrachtung der Regelprinzipien vernach-lässigt. Bei adiabater Luftbefeuchtung tritt dagegen eine merkliche Temperaturabsenkung auf. Diese muss durch geeignete Heizregister ausgeglichen und deshalb auch bei der gewählten Regelstrategie berücksichtigt werden.


Isotherme Luftbefeuchtung

Als isotherm wird üblicherweise die Dampf-Luftbefeuchtung bezeichnet.Auf den Umstand, dass es sich hierbei in thermodynamischem Sinn nicht um einen exakt isothermen Vorgang handelt, wurde bereits hingewiesen. Durch die Dampfzugabe zur Anlagenluft ent-steht eine geringfügige Temperatur-erhöhung (Fauswert 0,12 K/g Dampf). Dieser geringe Wert wird üblicherweise vernachlässigt. Zu beachten ist jedoch, dass die Anlagenluft durch Wärmeabstrahlung des Dampfverteilers zusätzlich erwärmt werden kann. Das Maß dieser Erwärmung hängt vom gewählten Dampfverteilsystem ab und ist gegebenenfalls bei der Anlagenplanung zu berücksichtigen.

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 Befeuchtungsstreccken Rechnung zu tragen.

Für optimale Regelergebnisse kommt es auf 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.

Verlässliche Angaben zur Länge von Befeuchtungsstrecken und den erforderlichen Mindestabständen erhalten Sie von kompetenten Geräteherstellern.


Wie kann die Befeuchtungsstrecke verkürzt werden?

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 Homogeni-tätsindex, welcher einfach bestimmt werden kann.


Adiabate Luftbefeuchtung

Grundsätzlich besteht bei adiabaten Befeuchtungstechniken die Möglichkeit der Raum- bzw. Abluftfeuchte-Regelung und der Zuluftfeuchte-Regelung. Wegen der auftretenden Temperaturabsenkung durch Entzug der Verdunstungswärme aus der Anlagenluft kann die Feuchteregelung nur in Verbindung mit der Temperaturregelung bewerkstelligt werden. Die gängigen Regelverfahren sind die Taupunktregelung oder die Enthalpieregelung. Welches Verfahren dabei jeweils zu optimalen Ergebnissen führt, hängt hauptsächlich von der Regelbarkeit des verwendeten Befeuchtungssystems ab.

Bei adiabaten Befeuchtungssystemen ist die Befeuchtungsstrecke konstruktionsbedingt häufig durch die Baulänge des Luftbefeuchters definiert. Wenn allerdings Geräte zum Einsatz kommen, welche Aerosole in den Luftstrom zerstäuben und diese nicht vollständig abgeschieden werden (Hochdruck- oder Ultraschall-Luftbefeuchter), ist auch hier die Befeuchtungsstrecke entsprechend zu berücksichtigen.




Planungskriterien für die Luftbefeuchtung - von Christian Bremer, Geschäftsführer Condair GmbH