Magazin Luftfeuchte 2022 Oktober 02

Autor:
Klaus Achenbach

Dampfluftbefeuchter zur
Außenaufstellung


Sehr geehrte Leserinnen,
sehr geehrte Leser,

hinsichtlich des verfügbaren Platzes für die Gebäudetechnik sehen sich die HLK-Planer und Installateure mit gleich zwei Herausforderungen konfrontiert. Zum einen werden die Anforderungen an die Anlagentechnik stetig umfangreicher und komplexer, gleichzeitig wird ihr in modernen Gebäuden zusehends weniger Platz zugestanden.

In Neubauten werden die raumlufttechnischen Anlagen daher inzwischen häufig im Vorhinein direkt zur Außenmontage auf dem Dach eingeplant. Zahlreiche Hersteller von RLT-Geräten bieten hierzu speziell für die Außenaufstellung wetterfest konstruierte Anlagen an. Ist für die Raumlufttechnik eine Luftbefeuchtung vorgesehen, ergeben sich für deren Planung und Installation einige spezielle Anforderungen im Hinblick auf eine optimale Betriebssicherheit.

Der nachfolgende Fachartikel soll hierzu Hinweise geben und marktverfügbare Lösungsmöglichkeiten vorstellen, wobei sich die Ausführungen auf den Betrieb von Dampfluftbefeuchtern konzentrieren.

Ein Einsatz von adiabaten Luftbefeuchtungssystemen im Außenbereich gestaltet sich nochmals kritischer und sollte grundsätzlich möglichst vermieden werden. Er ist unter Einhaltung gewisser Bedingungen und bei Vorhandensein entsprechender baulicher Voraussetzungen jedoch möglich. Da keine werkseitig verfügbaren Standardlösungen vorhanden sind, bedarf es dazu stets einer individuellen Betrachtung des entsprechenden Projekts, sodass hierzu im Rahmen des Artikels keine allgemeinen Hinweise gegeben werden können. Wird ein adiabater Luftbefeuchter zur Außenaufstellung in Betracht gezogen, sollte unbedingt ein Fachmann für Luftbefeuchtungssysteme hinzugezogen werden und zwar bereits möglichst früh in der Planungsphase.

Anforderungen an Dampfluftbefeuchtungssysteme im Außenbetrieb

Dampfluftbefeuchter, zunächst einmal unabhängig davon, ob elektrisch oder mit Gas betrieben, unterliegen im Außenbetrieb zahlreichen Herausforderungen, welche einen ordnungsgemäßen Betrieb erschweren können. Selbstredend sind die Betriebsbedingungen für Luftbefeuchter in der Winterzeit, also genau dann, wenn eine zuverlässige Befeuchtung gefordert ist, besonders ungünstig. Temperaturen unter dem Gefrierpunkt können unter anderem zu folgenden negativen Auswirkungen auf den Betrieb von Dampfluftbefeuchtern führen:


  • Austretender Dampf, z. B. aus dem Füllbecher, kann im Geräteinneren kondensieren oder vereisen.
  • Bei nicht ausreichender Durchlüftung kann Dampf in Bodennähe aus dem Wetterschutzgehäuse austreten und zur Eisbildung in unmittelbarer Umgebung des Luftbefeuchters führen.
  • Auch durch Einleitung heißen Abschlämmwassers in den Abfluss können unter Einwirkung der niedrigen Außentemperatur Dampffahnen entstehen, welche sich im Gerät oder in der Umgebung des Luftbefeuchters als Eis oder Kondensat niederschlagen.
  • Aufgrund der hohen Temperatur des Abschlämmwassers können Abflussleitungen, welche der niedrigen Außentemperatur ausgesetzt sind, platzen.
  • Empfindliche elektronische Komponenten des Luftbefeuchters werden durch die niedrigen Temperaturen in ihrer Funktion beeinträchtigt oder beschädigt.
  • Über die heißen Oberflächen dampfführender Bauteile erfolgt ein Wärmeverlust an die kalte Außenluft, mit entsprechend negativer Auswirkung auf die Energieeffizienz.


In Anwendungsfällen, die einen ganzjährigen Einsatz des Luftbefeuchters erfordern, drohen bei exponierter Lage auf dem Gebäudedach hitzebedingte Beeinträchtigungen des Betriebe durch automatisches Abschalten des Geräts.

Regen und ins Gerät eintretende Feuchtigkeit stellen ganzjährig eine Gefahr für die elektrischen Bauteile und die empfindliche Steuerelektronik im Speziellen dar. Witterungsbedingte Einflüsse haben jedoch grundsätzlich einen negativen Einfluss auf die Funktion und Lebensdauer sämtlicher Komponenten, sofern keine geeigneten Schutzmaßnahmen getroffen werden.

Bauseitige Verkleidung / Wetterschutzgehäuse

Eine oft angewandte, bei genauerem Hinsehen jedoch eher fragwürdige Methode, Dampfluftbefeuchter in die Außeninstallation zu integrieren,esteht darin, ursprünglich für den Inneneinsatz gedachte Geräte einfach in einem bauseitig angefertigten Wetterschutzgehäuse zu installieren, ggf. noch versehen mit einem Heizelement zum Schutz vor Frost. Dies bietet zwar einen gewissen Schutz vor Kälteschäden, ein sicherer Betrieb unter den verschiedenen klimatischen Extrembedingungen, welche sich im Jahresverlauf einstellen, wird dadurch jedoch nicht gewährleistet.

Bauseitig angebrachte Lüftungsschlitze oder ins Wetterschutzgehäuse eingebaute Ventilatoren, so denn überhaupt vorhanden, sorgen nicht für eine sichere und vollständige Durchlüftung, da sich diese aus der individuellen Gerätekonstruktion ergibt. Eine sichere Durchlüftung ist bauseitig daher fast unmöglich zu gewährleisten. Temperatur- und feuchtigkeitsbedingte Schäden sind oft die Folge, stets ist jedoch mit einer Verkürzung der Lebensdauer des Luftbefeuchters zu rechnen.

Gehäuse herkömmlicher Luftbefeuchter verfügen in aller Regel nicht über die für einen Außenbetrieb notwendige Schutzart IP 55.

Einfache, bauseitig erstellte Wetterschutzgehäuse stellen daher meist eine Kompromisslösung dar, ein dauerhaft zuverlässiger Betrieb des Luftbefeuchters kann hierdurch jedoch nicht garantiert werden.





Spezielle Dampfluftbefeuchter zur Außenaufstellung

Seit geraumer Zeit sind am Markt speziell für den Außeneinsatz konstruierte Dampfluftbefeuchter verfügbar. Hierbei handelt es sich nicht einfach um Standardluftbefeuchter mit einem verstärkten Gehäuse, denn hier sind sämtliche kritischen Komponenten und die Gehäusekonstruktion bereits werkseitig für einen Außenbetrieb optimiert und aufeinander abgestimmt.

Im Wesentlichen verfügen elektrisch betriebene Dampfluftbefeuchter für die Außenaufstellung über folgende Merkmale:


  • Die Gehäuse sind bereits werkseitig für den Betrieb unter extremen Wetterbedingungen optimiert und besonders robust ausgeführt.
  • Eine umfangreiche Wärmedämmung minimiert mögliche Wärmeverluste.
  • Ein entsprechend hohes Bodengestell ermöglicht die Montage oberhalb der Schneedecke.
  • Ein auf die Gerätekonstruktion abgestimmtes, thermostatgesteuertes Lüftungskonzept sorgt für eine sichere Durchlüftung. Dadurch wird sowohl einer Überhitzung in der wärmeren Jahreszeit als auch Kondensat- und Eisbildung im Winter wirksam vorgebeugt.
  • Zum Schutz vor zu niedrigen Betriebstemperaturen sind die Luftbefeuchter mit speziellen Heizelementen und einer Thermostatsteuerung ausgestattet, hierdurch wird ein sicherer Betrieb bis -20°C gewährleistet.
  • Ein Abschlämmwasserkühler reduziert die Temperatur des Abschlämmwassers von 100 °C auf unter 60 °C. Dies dient dem Schutz der Abflussleitungen und verhindert eine Dampfbildung im Gerät sowie in der unmittelbaren Geräteumgebung.
  • Über ein mechanisches Frostschutzventil kann das Wasser aus den Dampfzylindern, dem Füllbecher, den Ventilen und den Schläuchen manuell abgelassen werden, um bei Temperaturen von unter 6 °C im Gehäuse ein Einfrieren zu vermeiden. Der Einsatz gasbetriebener Luftbefeuchter bietet sich bei vorhandener Gasversorgung und insbesondere bei hohen benötigten Befeuchtungsleistungen an. Befeuchtungsleistungen von bis zu 240 kg/h sind mit Einzelgeräten erzielbar. Gasbetriebene Luftbefeuchter sind ebenfalls als spezielle Ausführung zur Außenaufstellung erhältlich. Die Ausstattung zum Außenbetrieb unterscheidet sich systembedingt von elektrisch betriebenen Luftbefeuchtern, zumal hier über das Wetterschutzgehäuse auch noch eine ordnungsgemäße Verbrennungsluftzuführung unter sämtlichen klimatischen Bedingungen, also auch bei Wind, Schnee und Eis, sichergestellt werden muss. Allein diese Anforderung kann durch eine bauseitige Einhausung kaum oder gar nicht erfüllt werden. Luftbefeuchter zur Außenaufstellung unterscheiden sich demnach konstruktiv erheblich von Standardgeräten. Es wird deutlich, dass eine einfache bauseitige Einhausung und eine partielle Nachrüstung von Standardgeräten mit Heizelementen und Ventilatoren nicht ausreichen, um eine dauerhafte Betriebssicherheit und maximale Lebensdauer auch unter extremen Witterungsbedingungen zu gewährleisten.

    Anforderungen an den Aufstellort:

  • Luftbefeuchter zur Außenaufstellung müssen stets unter Berücksichtigung des Auftretens starker Winde montiert werden. Ggf. sind bauseitig zusätzliche Verankerungen vorzusehen.
  • Die Aufstellfläche muss stabil genug sein, um das volle Betriebsgewicht des Befeuchters zu tragen. Anforderungen an die Wasserversorgung:
  • Die Wasserzuleitung muss zwingend mit einer Rohrbegleitheizung versehen und ausreichend isoliert werden, um ein Einfrieren zu vermeiden.
  • Es sind Maßnahmen gegen mögliche Druckschläge vorzusehen.
  • Zur einfachen Wartung sollte ein Absperrventil innerhalb des Gebäudes vorhanden sein.



Abwasserleitungen


  • Für die Ablaufleitungen des Luftbefeuchters sollten offene Ablauftrichter vorgesehen werden.
  • Sämtliche Ablaufleitungen sind zwingend mit einer geeigneten Begleitheizung zu versehen und müssen ausreichend isoliert werden, um ein Einfrieren zu verhindern.
  • Die Ablaufleitungen sollten sicherheitshalber auf Temperaturen bis 90 °C ausgelegt werden.



Dampfinstallation

Grundsätzlich können auch im Außenbereich flexible Dampfschläuche zur Verbindung des Luftbefeuchters mit dem Dampfverteilsystem genutzt werden. Da diese jedoch zwingend isoliert werden müssen, was sich bei flexiblem Leitungen oftmals als etwas aufwendig erweist, ist eine feste Verrohrung z. B. mit Edelstahlrohren unbedingt anzuraten. Die Dampfleitungen müssen eine Mindestneigung von 15 % (8,5 °C) aufweisen. Am niedrigsten Punkt der Dampfleitung unmittelbar nach dem Austritt aus dem Gerät ist ein Kondensatabscheider vorzusehen. Kondensatleitung und -abscheider sind zwingend mit einer geeigneten Begleitheizung zu versehen, um ein Einfrieren zu vermeiden. Sämtliche Dampfleitungen sind unbedingt zu isolieren, um der Kondensatbildung vorzubeugen und somit einen maximalen Wirkungsgrad des Befeuchtungssystems zu gewährleisten.

Fazit

In modernen Gebäuden wird der RLT immer weniger Platz eingeräumt. Diese wird daher zunehmend auf dem Gebäudedach installiert und ist Wind und Wetter ausgesetzt. Speziell für den Außeneinsatz konzipierte Dampfluftbefeuchter gewährleisten aufgrund ihres Designs eine zuverlässige Funktion und eine hohe Betriebssicherheit, auch unter extremen Wetterbedingungen. Bei Beachtung einiger Anforderungen, insbesondere was den Schutz sämtlicher wasserführender Leitungen angeht, gestaltet sich die Installation unkompliziert. Von der Nutzung und nachträglicher Einhausung von für ursprünglich für den Innenbetrieb gedachter Geräte sollte abgesehen werden, da eine wetterfeste Verkleidung allein noch keinen sicheren und effizienten Betrieb unter Außenbedingungen gewährleistet. Hierzu bedarf es der Anpassung aller kritischer Komponenten des Luftbefeuchtungssystems, was nur werkseitig möglich ist. Für adiabate Luftbefeuchtungssysteme gibt es keine für den Außenbetrieb optimierten Standardlösungen. Wird der Einsatz eines adiabaten Luftbefeuchters im Außenbereich erwogen, sollte bereits frühzeitig in der Planung ein kundiger Experte hinzugezogen werden.

Mit freundlichen Grüßen

Klaus Achenbach
Market Development Manager Central Europe
Condair GmbH