Abluftdirektbefeuchtung mit Kreislaufverbundsystem

Abluftdirektbefeuchtung mit Kreislaufverbundsystem
Bildrechte: Menerga GmbH

Die wichtigste Aufgabe bei der Projektierung einer Klimaanlage ist: Sicherstellung guter Raumluftqualität durch die Installation der dafür erforderlichen Luftbehandlungsfunktionen unter Berücksichtigung energetischer Gesichtspunkte durch die Auswahl effizienter Kühlungs- und Wärmerückgewinnungsmethoden.

Die verschiedenen Kombinationen aus diesen Bausteinen ergeben zahlreiche Variationen. Im  vorliegenden Artikel geht es sich um die adiabate Abluftdirektbefeuchtung in Kombination mit Kreislaufverbundsystem.

Funktionsprinzip

Bei einem Kreislaufverbundsystem werden in die beiden Luftkanäle (Abluft und Zuluft) Wärmetauscher eingebaut. Durch diese fließt ein Wärmeträgermedium, welches den Wärmeaustausch der zwei voneinander getrennten Ströme ermöglicht, auch wenn diese örtlich getrennt voneinander sind. (Als Trägermedium wird oft ein Wasser-Glykol Gemisch angewendet).

So interagieren die zwei getrennten Luftströme (Zu- und Abluft) thermisch über das Wärmeträgermedium miteinander.

Anwendung von KV-Systemen

Muss die Vermischung von Zuluft und Abluft vermieden werden, so ist die Anwendung des KV-Systems die richtige Lösung. Auch dann, wenn AU-ZU- und AB-FO-Geräte aus Platzgründen getrennt zu installieren sind, bietet sich hier eine Möglichkeit. 

Wärmetauscher für KV-Systeme

Ein typischer Wärmetauscher-Typ bei einem Kreislaufverbundsystem ist ein Lamellenrohrwärmetauscher.

Lamellenrohrwärmetauscher

Wie der Namen schon sagt, besteht ein Lamellenrohrwärmetauscher hauptsächlich aus lamellierten Röhren. Der Kampf um die Effizienzsteigerung macht sich auch hier bemerkbar: Es existieren unterschiedliche Auslegungen dieser Geräte in Bezug auf Rohr- und Lamellengeometrien. Diese werden regelmäßig hinsichtlich Druckverlustreduzierung bzw. Wärmeübertragung optimiert.

Auch unterschiedliche Varianten der Lamellenprägung und deren Auswirkung auf die Wärmeübertragung werden durchgehend untersucht.

Die wesentlichen Einfluss-Faktoren auf die Effizienz der Wärmeübertragung sind die Luftgeschwindigkeit und die Verbindungsart zwischen Lamelle und Rohr. Die Materialien, aus denen die Lamellen und Rohre bestehen, spielen eine bedeutende Rolle. Eine der Herausforderungen ist hier der thermische Kontaktwiderstand zwischen diesen Elementen. Bestehen Lamellen und Röhren aus unterschiedlichem Baustoff, kann dies negative Auswirkungen auf die Effizienz der Wärmeübertragung haben.

Je nach Auslegung der Anlage kann die Anzahl der Wärmetauscher variieren. Eine Klimaanlage mit einem KV-System und einer adiabaten Kühlung kann unterschiedlich aufgebaut sein. Hier sind zwei mögliche Varianten:

Luftbefeuchtung außerhalb des Wärmetauschers

Ein Luftbefeuchter wird auf der Abluftseite vor dem KV-System installiert.

Der Abluftstrom wird vor dem Eintritt in den ersten Wärmeübertrager des KV-Systems befeuchtet und gekühlt. Das dadurch fließende Wärmeübertragungsmedium verliert einen Teil seiner thermischen Energie und kann für die Vorkühlung der Außenluft verwendet werden.

Luftbefeuchtung des Abluftwärmeübertragers

Das direkte Besprühen der Oberfläche des Abluftwärmeübertragers mit Wasser ist äußerst effektiv. Vor jedem Abluftwärmetauscher wird ein Düsenstock eingebaut. Dieser sprüht Wasser auf die Wärmetauscher und erzeugt dadurch einen Wasserfilm auf den Lamellen. Der Verdunstungskühleffekt kommt durch das Überströmen der nassen Lamellen mit der Luft zustande.

Um eine mehrstufige Befeuchtung zu erreichen, wird auf eine Reihenschaltung mehrerer Wärmetauscher pro Luftweg zurückgegriffen.

Durch den Temperaturanstieg der Abluft nach jedem Wärmetauscher ist neues Verdunstungspotenzial (relative Feuchte < 100 %) vorhanden. Vor dem Eintritt in den nächsten Wärmetauscher wird die Abluft erneut adiabat befeuchtet und abgekühlt.

Kritikpunkte

Das System, bestehend aus gleich mehreren Befeuchtungsstufen, ist natürlich leistungsstärker.

Die Medaille hat aber leider auch ihre Kehrseite, denn die mehrstufigen Systeme weisen oft hohe luftseitige Druckverluste auf. Außerdem werden für die Zirkulation des Wärmeträgermediums zusätzliche Pumpen benötigt. Hinzu kommt ein erhöhter Installationsaufwand für die oben beschriebenen Anlagen.

Hinterlasse jetzt einen Kommentar

Kommentar hinterlassen

E-Mail Adresse wird nicht veröffentlicht.


Ich akzeptiere

*