Adiabate Luftbefeuchtung
Wirtschaftlichkeit auch in hygiene-kritischen Anwendungen
In der Raumluftkonditionierung stellt die Luftbefeuchtung eine oft unterschätzte Komponente dar. Dabei entscheidet die korrekte Luftfeuchte u.a. nicht nur mit darüber, wie gesund und komfortabel sich Menschen in einem Raum fühlen, sondern sie hat vielfach auch Einfluss auf Produkte und Prozesse, deren Qualität stark von den Bedingungen der konditionierten Raumluft abhängt.
Stand der Technik
Nach wie vor überwiegt in der Zuluftkonditionierung die isotherme Befeuchtung (heißer Wasserdampf) – v.a. in hygienekritischen Anwendungen. Ein wesentlicher Aspekt der Dampfbefeuchtung besteht aber in den erheblichen Betriebskosten, die die benötigte (meist elektrische) Energie verursacht: um einen Liter Wasser in Dampf zu verwandeln, benötigt man ca. 750 W – dies gilt unabhängig vom Verdampfungs-/Verdunstungsprinzip.
Adiabate Systeme können Kostenvorteile generieren, weil dort die Verdunstungsenergie aus der umgebenden Luft bezogen wird. Deren Wärme kann über günstigere Energieträger erzeugt (z.B. Gas oder Solarenergie) oder ggf. über Kreuzstrom-Wärmetauscher der Abluft oder anderen Prozessen entnommen werden. Im Sommer ist darüber hinaus die zusätzliche Möglichkeit der adiabaten Abluftkühlung gegeben, wodurch weniger oder ggf. sogar überhaupt keine Kältemaschinen zum Einsatz kommen müssen – was zusätzlich Kosten spart.
Die auf dem Markt befindlichen Befeuchtungssysteme unterscheiden sich v.a. hinsichtlich des erreichbaren Wirkungsgrads, der verwendeten Wasserqualität, des Verdunstungsprinzips und der evtl. Notwendigkeit von Biozid-Zusätzen.
Dabei ermöglichen SPS-gesteuerte Anlagen mit breitbandig exaktem Regelverhalten und hohem Wirkungsgrad dank optimaler Verwirbelung beste Voraussetzungen für eine dauerhaft einwandfreie Hygiene – vor allem wenn die (VE-Wasser-) Aerosole ohne Riesel- oder Nachverdunstungskörper direkt aus der Luft aufgenommen werden (siehe Abbildung). Solche Anlagen können aufgrund ihrer inerten Materialien und minimierten Verlustwassermengen auf (i.d.R. kostenintensive) Biozid-Zusätze verzichten. Damit stellen sie auch im Hinblick auf Wirtschaftlichkeit (Total Cost of Ownership) ein besonders durchdachtes und zuverlässiges Lösungskonzept dar.
Praxisbeispiel Blutbank Linz
In der Blutbank in Linz (Österreich) mit Reinräumen der Klassen A-D konnten die Energiekosten um ca. 86.000 € p.a. gesenkt werden, indem die vorhanden Dampfluftbefeuchter in der Zuluftbefeuchtung durch entsprechende adiabate Anlagen („HygroMatik HPS“) ersetzt wurden. Dadurch betrug die Amortisationsdauer weniger als zwei Jahre. Dabei mussten besonders die engen rechtlichen Rahmenbedingungen der ÖNorm H6020 „Lüftungstechnische Anlagen für medizinisch genutzte Räume – Projektierung, Errichtung, Betrieb, Instandhaltung, technische und hygienische Kontrollen“ (2007) eingehalten werden. Die ÖNorm H6020 entspricht der deutschen VDI 6022, ist aber in Bezug auf Raumklima und Raumfeuchte eindeutiger formuliert und somit wesentlich strikter. Die ÖNorm H6020 ließ bis zu ihrer Novellierung im Jahr 2007 für Anwendungen im Krankenhausbereich nur isotherme Befeuchtungssysteme zu. Mit der Neufassung der Norm wurde die Möglichkeit geschaffen, auch alternative Systeme zu verwenden, wenn deren mikrobiologisch-hygienisch unbedenkliche Gleichwertigkeit mit der Dampfluftbefeuchtung durch ein projektspezifisches Gutachten nachgewiesen wird. Daraufhin entwickelte das Ingenieurbüro EHL-Technik ein Wasseraufbereitungssystem (ohne chemische Zusätze), das zusammen mit dem Befeuchtungssystem der HygroMatik GmbH ein den Vorschriften und Normen entsprechendes Gesamtsystem bildet. Die Erfüllung höchster hygienischer Standards wurde dabei über 18 Monate hinweg mehrfach überprüft und ist amtlich bestätigt worden.
„HPS“ im Einsatz
Darüber hinaus konnte das „HPS“-System mit einer kurzen Befeuchtungsstrecke, niedrigen Betriebskosten und einer fast „trockenen Befeuchtung“ überzeugen. Damit ist eine nahezu trockene Befeuchtungskammer im RLT-Gerät während der Befeuchtung gemeint. Es gibt keinen Niederschlag an den Kanalwänden – bis auf einen äußerst geringen Verlustwasseranteil unmittelbar am Aerosolabscheider, der direkt abgeleitet wird. Erreicht wird dies durch den Einsatz von hochpräzisen Zerstäubungsdüsen und deren optimale Positionierung im Luftstrom. Ein weiterer Vorteil: Beim Betrieb der „HPS“-Systeme gibt es eine zusätzliche „kostenlose“ Abkühlung der Zuluft. Dadurch wird in der Klimaanlage der Energieaufwand zur Luftkühlung (Leistung des Wasserkühlsatzes) verringert. Bis heute wurden in der Blutzentrale Linz alle elf bestehenden Dampfluftbefeuchter auf acht „HPS“-Systeme von HygroMatik umgerüstet.
Fazit
Bei Befeuchtungsleistungen im unteren bis mittleren zweistelligen Bereich ist häufig immer noch die Dampfbefeuchtung aus Kostengründen erste Wahl. Bei höheren Befeuchtungsleistungen stellt die adiabate Befeuchtung häufig die insgesamt wirtschaftlichere Alternative im Sinne der Vollkostenrechnung (TCO) dar.
Entscheidend für Hygiene und Wirtschaftlichkeit ist bei beiden Varianten, dass die gesamte Prozesskette von der Planung über die Auslegung und Systemauswahl bis hin zu Installation und Betrieb inklusive regelmäßiger Wartung mit Fachkompetenz und Sorgfalt gehandhabt wird.
