Direkte Luftbefeuchtung mit Düsenzerstäubung
Steuerung und Regelung erfolgen über eine Zentralsteuereinheit, die die Luftfeuchte unabhängig von Beheizung und Belüftung regelt. Hygrostate messen den Feuchtegehalt der Raumluft und das Steuergerät schaltet nach Bedarf die Düsenbefeuchtung ein und aus. Die Raumluftfeuchte wird somit automatisch auf den vorgegebenen Wert eingestellt.
Der Vorteil dieser Technik liegt in der geringen Größe der Aerosole von 5 - 10 µm. Diese Größenordnung garantiert einen tropfenfreien Luftstrom. Die Zerstäubungstechnik hat einen weiteren Effekt. Durch die Verdüsung im Raum wird die Luft gleichzeitig gekühlt. Dieser Kühleffekt kann in heißen Sommermonaten von Nutzen sein.
Er kann jedoch auch als unangenehm empfunden werden, wenn sich Arbeitsplätze unterhalb der Düsen, im Bereich der Kälteglocke, befinden. Bei der Anordnung der Düsen ist daher ein ausreichender Abstand zu den Arbeitsplätzen einzuhalten.
Die Gefahr des Keimwachstums ist bei der Düsenzerstäubung gering, da das Befeuchtungswasser bis zum Austritt aus der Düse keinen Kontakt zur Raumluft hat (geschlossenes System).
Anwendungsbereiche
Düsenzerstäuber werden vor allem als direkt verdüsende Systeme im Raum installiert und vorwiegend im Produktionsbereich eingesetzt.
Zerstäubungsdüsen zur Luftbefeuchtung finden auch in RLT-Anlagen Anwendung. Beschreibungen hierzu finden sich im Kapitel "Indirekte Luftbefeuchtung in Raumlufttechnischen Anlagen".
Einstoff-Düsenzerstäubung
Ein weit verbreitetes Verfahren in der Düsentechnologie zur Luftbefeuchtung ist die Einstoffdüsenzerstäubung mit speziellen Hochdruckdüsen.
Die Einstoff-Düsenzerstäubung zeichnet sich durch geringe Betriebskosten aus, arbeitet ohne Druckluft und vernebelt das Wasser quasi geräuschlos und mikrofein. Sie benötigt dafür nur etwa 10 % der Stromkosten, die für druckluftbetriebene Düsen notwendig wären.
Bei der Einstoff-Düsenzerstäubung mit aufbereitetem Wasser und Hochdrucksystem wird Wasser aus dem Reinwassersystem (Umkehrosmoseanlage) der Hochdruckanlage zugeführt. Sie erzeugt den erforderlichen Hydraulikfluss und ermöglicht die tropfenfreie Vernebelung des Reinwassers (Permeat nach der Umkehrosmose). In der Hochdruckanlage wird das Reinwasser im Kreislauf geführt und während des Betriebes laufend entkeimt. Eine Spülautomatik sorgt für stets frisches Wasser, auch bei längerem Stillstand der Anlage. Die Hochdruckanlage und das Reinwassersystem werden bei Serviceinspektionen meist ausgetauscht.
Düsenring-Zerstäubung
Das Befeuchtungsmodul in Ringbauweise ist Teil einer modularen Hochdruckbefeuchtungsanlage und besteht aus einem Düsenring mit mehreren Befeuchtungsdüsen und einem eingebauten Ventilator. Sie stellt somit einen Spezialfall der Einstoffdüsenzerstäubung dar.
Während des Befeuchtungsvorgangs wird im Düsenring Wasser unter hohem Druck zu feinen Partikeln zerstäubt. Der integrierte Ventilator erzeugt einen leichten Luftstrom und verteilt die Feuchtepartikel gleichmäßig im Raum.
Die Hochdruckbefeuchtungsanlage arbeitet nach dem Prinzip der Einstoffdüsenzerstäubung und erfordert somit keine zusätzliche Druckluft. Hierdurch ist der Energieverbrauch für den Zerstäubungsprozess sehr gering. Zudem erzeugt das Befeuchtungsmodul nur sehr geringe Betriebsgeräusche.
Die Pumpeneinheit der Hochdruckanlage kann an einer beliebigen Stelle im Betrieb platziert werden und versorgt eine oder mehrere Befeuchtungseinheiten in den zu befeuchtenden Räumen. Alle Teile der Anlage sind aus rostfreien oder korrosionsbeständigen Materialien. Durch die geschlossene Bauweise hat das Befeuchtungswasser keinen Kontakt zur Raumluft, somit wird die Gefahr der Keimbildung erheblich reduziert.
Zweistoff-Düsenzerstäubung
Die Luftbefeuchtung mittels einer Zweistoff-Düsenzerstäubung basiert auf einem Rohr-in-Rohr-Verbindungssystem zu den Zerstäuberelementen.
Die Zerstäuberelemente erzeugen mittels Druckluft feinste Flüssigkeitsnebel. Ein im Düsenkörper integrierter Filter mit Rückschlagventil und große Flüssigkeitsquerschnitte sorgen für eine problemlose, verstopfungsfreie Funktion der Düsen.
Die erforderliche Druckluft muss Atemluftqualität haben und frei sein von Verunreinigungen wie Kondenswasser und Öl. Deshalb sind Öl- und Wasserabscheider einzubauen. Ebenso kommt der Qualität des eingesetzten Wassers eine hohe Bedeutung zu, da mit dem Wasser auch alle in ihm enthaltenen Inhaltsstoffe in der Raumluft zerstäubt werden. Das Wasser muss mindestens Trinkwasserqualität haben und frei von Verunreinigungen sein, weshalb ein davor geschalteter Filter (5 µm) empfehlenswert ist. Bei höherer Wasserhärte ist für einen wartungsarmen Betrieb eine Wasseraufbereitungsanlage erforderlich. Aufbereitetes Wasser aus einer Umkehrosmoseanlage ist problemlos einsetzbar und vernebelt absolut rückstandsfrei.
Das Reinwasser (Permeat) nach der Umkehrosmose ist bis zu 99 % entsalzt und praktisch keimfrei. Das Festsetzen von Wasserinhaltsstoffen in der Membran der Umkehrosmoseanlage und eine allmähliche Verkeimung des Filterkuchens sind technisch nicht vermeidbar. Daher bieten manche Hersteller für die regelmäßige Wartung und Desinfektion ein Container-Austauschsystem an.
Zweistoff-Düsenzerstäuber sind serienmäßig mit einer UV-Entkeimung ausgerüstet. Die Zerstäubereinheiten werden z. B. bis zu einer Leistung von 300 l Wasser/h geliefert.
Zweistoff-Düsenbefeuchtungen haben aber auch Nachteile:
- Durch eine speziell gestaltete Innengeometrie ist es zwar gelungen, den Druckluftverbrauch und den Geräuschpegel zu reduzieren. Das Betriebsgeräusch ist jedoch immer noch relativ hoch. Gerade in geräuschärmeren Produktionsstätten stört das Zischen der austretenden Druckluft erheblich und kann den Einsatz dieses Systems sogar unmöglich machen.
- Zu kleine Düsenöffnungen können verstopfen.
- Ein hoher Druckluftverbrauch, in Abhängigkeit von der Befeuchterleistung und damit verbundene hohe Betriebskosten.
Funktionsweise der Zweistoff-Düsenzerstäubung
Wenn der Steuerhygrostat anspricht, öffnet sich das Luftventil, wodurch Druckluft in die Düse eintritt. Sobald Druckluft aus der Düse austritt, wird an der Wasseröffnung ein Unterdruck erzeugt, der bewirkt, dass sich das Vakuumventil in der Wasserleitung öffnet und die Düse mit der richtigen Wassermenge versorgt wird.
Jedes Mal, wenn die Befeuchtungsanlage abschaltet, wird eine Düsen-Reinigungsnadel betätigt. Sie schiebt sich in die Wasseröffnung und reinigt diese. Ein Zeitrelais löst bei längerer Betriebsdauer automatisch die Reinigungsfunktion aus, wodurch Ablagerungen beim Düsenaustritt entgegengewirkt wird. Die selbstreinigenden Düsen werden mithilfe eines Trägers an einer Wand oder Säule montiert, sind schwenkbar und in der Höhe verstellbar.
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