Luftbefeuchter

Ultraschall-Luftbefeuchter

Ein Luftbefeuchter ist ein Gerät zur Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in geschlossenen Räumen.

Zweck

Besonders in der Heizperiode fällt häufig die relative Luftfeuchtigkeit unter den für Wohn- und Arbeitsräume empfohlenen Bereich von 40 % rF (siehe auch Behaglichkeit). Diese geringe Feuchte wirkt sich ungünstig auf das Wohlbefinden von Menschen und Tieren aus und kann bei dauerhaft sehr trockener Raumluft auch Erkrankungen des Atmungssystems begünstigen. Auch für Möbel, Holzböden und Antiquitäten kann die Austrocknung schädlich sein. Diesem Effekt kann durch den Einsatz von Luftbefeuchtern entgegengewirkt werden.

Zu unterscheiden von diesen Haushaltsgeräten sind Luftbefeuchter in der Medizin und Pflege. Dort geht es um die Befeuchtung der Atemluft von künstlich beatmeten Personen zum Schutz der Schleimhäute. Mit Einsatz von Luftbefeuchtern steigt auch die Anforderung an die Hygiene, da mit steigender Feuchte auch Mikroorganismen bzw. Keime gefördert werden.

Manchmal ist auch der gegenteilige Effekt erwünscht, beispielsweise in Museen, um die Alterung von Gemälden und anderen Ausstellungsstücken zu bremsen. Hier werden Luftentfeuchter oder kombinierte Klimageräte eingesetzt.

Bauarten

Verdampfer

Verdampfer bringen Wasser zum Sieden und geben den Dampf an die Raumluft ab. Ihre wesentlichen Merkmale sind:

• relativ hoher Energieverbrauch,
• relativ hohe Befeuchtungsleistung,
• hygienisch, weil durch die Verdampfung ggf. im Wasser befindliche Keime abgetötet werden,
• Gefahr von Kondensatniederschlag bei ungünstiger Aufstellung und kühler Umgebung,
• Bei hohem Kalkgehalt im Wasser: Gefahr von Kalkniederschlag im Gerät, Wartungsaufwand,
• Gefahr durch lungengängige Aerosole (Legionellose),
• Bei Verkalkung besteht die Gefahr, dass das Wasser nicht mehr ausreichend erhitzt wird und Bakterienbildung Vorschub geleistet wird,
• Gefahr der Überfeuchtung, Regelung nötig sowie
• Gefahr der Verbrühung durch den austretenden Dampf.

Es gibt zwei unterschiedliche Bauformen:

• Beim Elektrodenverdampfer befinden sich direkt im Wasserbehälter zwei Elektroden, zwischen denen ein Strom durch das Wasser fließt. Dadurch wird das Wasser zwischen den Elektroden bis zum Siedepunkt erhitzt. Diese Geräte können nicht mit destilliertem, beziehungsweise entmineralisiertem Wasser betrieben werden, da diesem die notwendige elektrische Leitfähigkeit fehlt.
• Beim Heizelementverdampfer wird meist eine geringe Menge Wasser aus einem Vorratsbehälter in eine Verdampfungskammer geführt. Dort befindet sich ein elektrisches Heizelement, das ähnlich einer Herdplatte arbeitet. Der Strom fließt dabei durch eine Heizwendel. Bei einigen Geräten ist diese zur leichteren Reinigung mit einer Abdeckung aus antihaft-beschichtetem Material versehen. Geräte dieser Bauart können mit entmineralisiertem Wasser betrieben werden, um das Ansetzen von Mineralien zu vermeiden.

Verdunster

Passiver Luftbefeuchter an einem Zentralheizungskörper

Typische Verdunster verteilen das Wasser (z. B. mittels Filtermatten oder rotierenden Lamellen) auf einer möglichst großen Oberfläche und blasen anschließend ggf. zusätzlich einen Luftstrom darüber. Merkmale sind:

• relativ niedriger Energieverbrauch,
• mittlere bis geringe Befeuchtungsleistung – große Modelle haben aber teilweise Leistungen von 20 bis 30 Liter am Tag und sind damit auch für größere Räume und offene Bauweisen geeignet.
• Absenkung der Lufttemperatur (adiabate Kühlung)
• keine Aerosolbildung
• natürliche Regelung der Raumfeuchte, keine Überfeuchtung
• erfordert regelmäßige Reinigung oder Zugabe von Desinfektionsmittel ins Wasser (bei UVC-Entkeimung, also Desinfektion via Ultraviolettstrahlen nicht erforderlich)
• bei unsachgemäßer Handhabung Gefahr der Verkeimung und damit der Verteilung von Keimen in der Raumluft

Verdunster können auch passiv arbeiten – z. B. indem ein Behälter mit Wasser an einem Heizkörper angebracht wird. Hier ist allerdings die Verdunstungsleistung nur gering. Auch ein nasses Handtuch auf der Heizung und ein Zimmerspringbrunnen wirken nach diesem Prinzip. Hierbei ist jedoch die Hygiene kritisch. Insbesondere Verdunster an Heizungen können leicht verkeimen.

Verdunster mit hydropneumatischer Steuerung

Erscheinungsbild Befeuchter mit hydropneumatischem Antrieb

Die hydropneumatische Steuerung ermöglicht unabhängig von einer Wärmequelle oder einem Ventilator jeden Raum zu befeuchten. Durch die Umkehrung des Befeuchtungsprozesse, d.h. durch Feuchtigkeit, die nach unten in den Raum gleitet, wird eine längere Verweildauer im Raum erwirkt.

Auch der Füllvorgang der Verdunstungsfläche wird von oben nach unten ausgeführt. Dies ermöglicht, die Oberfläche durch Schwemmen mit Wasser aufzufüllen und verhindert damit die Verkeimung, da der Wassertank ohne direkten Kontakt zur Verdunstungsfläche frisches Wasser fließen lässt. Dabei wirkt die Filtermatte nicht als Filter für den Kalk, sie dient zur gleichmäßigen Verteilung des Wassers.

Grafik des hydropneumatischen Antriebs

Da auf der Oberfläche geschwemmt wird, übernimmt die hydropneumatische Steuerung die Regelung des Wasserflusses. Das Wasser, das über die Oberfläche fließt, wird in einer Auffangwanne gesammelt. Damit frisches Wasser aus einem geschlossenen Tank fließen kann, benötigt es Luft. Der Wasserdruck saugt über einen Schlauch die Luft aus dem Auffangbecken. Dort ist das abtropfende Wasser in der Lage den Schlauch zu schließen und damit, durch Unterdruck im Wasserbehälter, das Auslaufen zu stoppen. Dieser Füllvorgang wird so schnell gestoppt und wieder in Gang gesetzt, wie die Luftfeuchtigkeit es verlangt. Die Verkeimung wird abermals unterbunden, indem abgetropftes Wasser sofort in Kalkausscheider und Filtermatte verdunstet.

Die Verdunstungsoberfläche ist bei Befeuchtungspostern auf viel Luft verteilt. Diese ist nun entsprechend dem Feuchtigkeitsgehalt in der Lage, Feuchtigkeit aufzunehmen. Die Masse der Luft die sich dabei leicht abkühlt, wird größer und sie beginnt zu sinken. Dabei können Geschwindigkeiten von über 16 cm/s gemessen werden. Die Luftumwälzung ist dadurch enorm und vor allem der Luftfeuchtigkeit angepasst. D.h. Schnell bei trockener Luft und langsam bei feuchter Luft, damit selbstregulierend. Mit einer Luftumwälzung von bis 500 m³/Tag kann gerechnet werden.

Prozess: Die Verdunstungsfläche (1) saugt Wasser aus dem Kapillarbecken (6), schaltet die Kapillarpumpe (8) für den Schwemmenvorgang zu und füllt die Fläche von oben nach unten. Dann tropft es unten ins Auffangbecken (2).

Wasser verdunstet und setzt eine Luftzirkulation in Gang.

Das abgetropfte Wasser schließt den Schlauch (3) unten. Luft, die in den Wasserbehälter (5) strömt, wird dabei unterbrochen. Das Wasser im Behälter kann nicht mehr ausfließen. Das Restwasser im Kapillarbecken (6) wird von der Verdunstungsfläche aufgesogen und verdunstet. Das Restwasser im Auffangbecken (2) wird vom Kalkausscheider (7) aufgesogen und verdunstet. Luft strömt wieder in den Schlauch (3), Wasser in das Kapillarbecken (6) und so beginnt der Prozess wieder von neuem. Die wechselseitigen Füllstände bei Auffang- und Kapillarbecken unterdrücken die Keimentwicklung.

Zerstäuber

Ventilator mit Wassernebelerzeuger

Bei älteren Zerstäubern wurde z. B. zuvor aus einem Vorratsgefäß angesaugtes Wasser von Rand einer schnell rotierenden Scheibe gegen ein feines Sieb geschleudert und der dabei entstehende Wassernebel anschließend durch auf der rotierenden Scheibe befestigte Ventilatorflügel in den Raum geblasen^[1]. Moderne Zerstäuber dagegen nutzen meist Ultraschall oder Druckpumpen mit feinen Düsen, um das Wasser zu winzigen Tröpfchen zu vernebeln, die in der Folge wieder zusätzlich mit einem Ventilator in den Raum geblasen werden können. Ihre Merkmale sind:

• relativ niedriger Energieverbrauch,
• mittlere bis geringe Befeuchtungsleistung,
• Absenkung der Lufttemperatur (adiabate Kühlung),
• Gefahr von Kondensat- und Kalkniederschlägen in der Umgebung des Gerätes,
• Gefahr durch lungengängige Aerosole (Legionellose),
• Gefahr der Verkeimung (besonders bedenklich im Zusammenhang mit der feinen Zerstäubung, da evtl. Keime dadurch mit dem Wassernebel inhaliert werden können),
• Erfordernis regelmäßiger und sorgfältiger Reinigung.

Alternativen

Neben diesen technischen Lösungen können Zimmerpflanzen – insbesondere solche mit einem hohen Wasserverbrauch wie z. B. die Grünlilie – das Raumklima verbessern und sogar die Luft reinigen. Dieser Effekt ist aber in größeren Räumen bzw. bei sehr geringer Raumfeuchtigkeit relativ begrenzt, da die Transpiration der Pflanzen allein kaum ausreicht, die erforderlichen Wassermengen abzugeben. Daneben kann auch der Einsatz diffusionsoffener Baustoffe mit einem gewissen Speichervermögen für Feuchtigkeit bei gleichzeitig winddichter Ausführung des Gebäudes Schwankungen der Luftfeuchtigkeit reduzieren. Moderne Niedertemperaturheizungen bewirken außerdem eine geringere Austrocknung. Eine andere Alternative: Aquarium, möglichst groß, mit Luftpumpe und Luftausströmer. Erfahrungswert: 80-100 Liter Aquarium in einem 90 cbm Raum machte die Anschaffung eines technischen Luftbefeuchters überflüssig.

Siehe auch

• Nebelbrunnen
• Regenerative Fallfilm-Technologie

Literatur

• Fachinformation "Keimschleuder Luftbefeuchter?". 2010. ISBN 978-3-9502433-0-7.
• Fraunhofer Informationszentrum Raum und Bau (IRB): Raumklima am Arbeitsplatz. [Ed.] 2007. ISBN 978-3-81-672392-9.
• Michael Busch: Kompendium Arbeitsmedizin. 2004. ISBN 3-000-13046-2.
• P. Hupfer, W. Kuttler: Witterung und Klima. Teubner Verlag, Stuttgart/Leipzig 1998. ISBN 3-322-00255-1.

Einzelnachweise

1. ↑ Nawilżacz powietrza typ NW-5. Instrukcja obsługi. PREDOM EDA, Poniatowa (Polen) 1977