Der Artikel kompakt zusammengefasst
■ Bei der Luftbefeuchtung mit adiabatischen Hybrid-Luftbefeuchtern werden die Methoden Zerstäuben und Verdunsten kombiniert. Dabei werden Probleme vermieden, die bei einem isolierten Einsatz der Techniken typischerweise auftreten.
■ Typische Eigenschaften der adiabatischen Hybrid-Luftbefeuchter sind ein hoher Befeuchtungswirkungsgrad, ein geringerer Stromverbrauch als bei elektrischen Dampf-Luftbefeuchtern, die Eignung für hohe und sehr hohe Befeuchtungsleistungen, eine hygienische und aerosolfreie Nachverdunstung.
■ Da bei der adiabaten Hybrid-Luftbefeuchtung kein Wasser im Kreislauf geführt wird, arbeitet sie besonders hygienisch. Sie kann auch als indirektes Kühlverfahren genutzt werden.
Condair
Etwa 25 Jahre nach dem Erstbezug wurden die Lüftungsanlagen des Hochhauses Kastor saniert. Im Vordergrund standen Energie- und Hygieneaspekte. Deshalb wurden nicht nur die Ventilatoren und Heiz- bzw. Kühlregister erneuert, sondern auch die Befeuchtungsanlagen. Die neuen Sprühbefeuchter arbeiten hygienischer und sparsamer als die früher genutzten Luftwäscher.
Seit 1997 flankieren die Hochhäuser Kastor und Pollux den Platz der Einheit in Frankfurt am Main. Die vom New Yorker Architekturbüro Kohn Pedersen Fox Associates entworfenen Häuser sind nach den Dioskuren der griechischen Mythologie benannt. Pollux ragt mit 33 Geschossen 130 m empor, das in 70 m Abstand stehende Gebäude Kastor ist mit 95 m etwas niedriger, bietet aber mit beinahe 30.000 m2 fast so viel Bürofläche in seinen 22 Etagen wie sein Gegenüber.
Vor Kurzem hat die Eigentümerin von Kastor, die alstria office Prime Portfolio GmbH & Co KG, einige Modernisierungen und Sanierungen an der Gebäudetechnik vornehmen lassen. Neben Verbesserungen wie dem Austausch von Aufzügen wurden viele Maßnahmen umgesetzt, die für die meisten Menschen unsichtbar sind. Erneuert wurden zum Beispiel wichtige Komponenten der Lüftungstechnik, darunter die Befeuchtungsanlagen.
Für ein angenehmes Innenraum-Klima arbeiten im Kastor zwei große Zentrallüftungsanlagen sowie eine kleinere. Eine große Anlage befindet sich in den Untergeschossen und bedient die unteren Etagen mit bis zu 136.000 m3/h Luft. Eine ebenso große Lüftungsanlage befindet sich in einem der obersten Stockwerke; sie versorgt die Büros der oberen Gebäudehälfte. Auf derselben Etage gibt es noch eine kleinere RLT-Anlage mit 6250 m3/h für Konferenz- und Meetingräume. Diese haben bei der Nutzung eine höhere Belegungsdichte als Büroetagen, werden aber nicht konstant beansprucht – deshalb wurde für sie eine separate, bedarfsorientierte Belüftung vorgesehen.
Condair
Für mehr Zuverlässigkeit und einen geringeren Energieaufwand
Da seit dem Erstbezug schon über 25 Jahre vergangen waren, beschloss alstria office, alle Lüftungsanlagen grundlegend sanieren zu lassen. „Der Tausch der Ventilatoren, der Heiz- und Kühlregister und der Befeuchtungseinheiten sollte in erster Linie für mehr Zuverlässigkeit und einen geringeren Energieverbrauch sorgen“, erklärt TGA-Planer Mischa Schneider. Er arbeitet bei Planwerk, Gießen. „Doch gerade bei der Befeuchtung bot es sich an, mithilfe einer anderen Technik sowohl die Energieeffizienz als auch die Hygiene zu steigern.“
Die ehemals eingebauten Wäscher nutzten Wasser im Umlauf; sie pumpten die Wassermassen durch die Befeuchterkammer und erzeugten eher einen Wasserschwall als einen Nebel. Beim Passieren der Luftwäscher nahm die Luft daher relativ schlecht Feuchtigkeit auf. Elemente zum Nachverdunsten waren nicht vorhanden. Die Regelmöglichkeit war limitiert auf das Ein- bzw. Ausschalten der Wäschereinheit, deren Pumpen im Betrieb je ca. 1,5 kW elektrische Leistung aufnahm. Entsprechend ineffizient arbeiteten die Anlagen – zumindest im Vergleich zu heutigen Befeuchtern.
Sprühbefeuchter löst Wäscher ab
Archiv Schneider / Planwerk
„Auch aus hygienischer Sicht war die alte Lösung nicht optimal“, ergänzt Rico Popp. Er ist Vertriebsmitarbeiter bei Condair. „Die Wäscherwanne fasste annähernd 1 m3 Wasser, das wieder und wieder umgewälzt wurde.“ Daher war es ihm wichtig, eine zeitgemäße Technik für die großen Lüftungsanlagen vorzuschlagen. Hygienischer arbeiten unter anderem Dampfbefeuchter und adiabatische Befeuchter.
Popp empfahl für die zwei großen RLT-Anlagen adiabatische Niederdruck-Sprühbefeuchter, in diesem Fall den Condair DL. In ihnen wird vollentsalztes Wasser durch ein Niederdruck-Düsensystem fein zerstäubt, anschließend findet an keramischen Verdunstungskörpern eine aerosolfreie Nachverdunstung statt. So kombinieren adiabatische Hybrid-Luftbefeuchter die Vorteile von feiner Zerstäubung und hoher Verdunstungsleistung und vermeiden Probleme, die beim isolierten Einsatz der Techniken auftreten können.
Nach einem Vor-Ort-Termin zusammen mit Planwerk hat Popp die neuen Befeuchter auf die vorhandenen RLT-Geräte ausgelegt. Für die großen Lüftungszentralen (jeweils 136.000 m3/h) kombinierte er DL-Niederdruck-Sprühbefeuchter mit je einer Wasseraufbereitungsanlage, bestehend aus der Umkehrosmoseanlage Condair AT2+ 550 und der Doppelenthärtungsanlage Condair Soft 120. Popp: „Die hocheffiziente Umkehrosmoseanlage reduziert die Spülwasseranteile. Die Anlage hat eine frequenzgesteuerte Pumpe, erreicht eine Entsalzungsrate von 98 bis 99 % und erzeugt aus 100 l Rohwasser etwa 80 l Permeat.“
Mit maximal 440 kg/h (inkl. 29 kg/h Spülwasser) reicht die Befeuchtungsleistung auch bei dem höchstmöglichen Luftdurchsatz von 136.000 m3/h, um die gewünschte Feuchte zu erzielen. Da in den großen RLT-Anlagen Rotoren mit Feuchterückgewinnung arbeiten, wird ein Teil der in der Abluft enthaltenen Feuchte wieder an den Zuluftstrom übergeben. Das reduziert den Befeuchtungsbedarf. Die Einbringung des aufbereiteten Wassers erfolgt mit niedrigem Druck über ein Düsensystem, das in die ehemalige Wäscherkammer eingebaut wurde.
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Neue Befeuchtung bietet effiziente Teillastregelung
Die Leistung der aktiven Befeuchtung lässt sich mit einer Enthalpie-Regelung bedarfsgerecht und witterungsabhängig einstellen. „Dadurch können wir die Heizleistung an den Bedarf anpassen, was viel Energie spart“, berichtet Schneider. Die vorige Befeuchtung mit Wäschern werde erheblich mehr Energie verbraucht haben, meint er. Für konkrete Vergleiche ist es aber noch zu früh, da die Sanierung erst im Frühjahr 2025 abgeschlossen wurde und der Befeuchtungsbedarf in den Wintermonaten am höchsten ist.
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Fest steht aber schon: Die Stromaufnahme des neuen Befeuchters ist deutlich kleiner als beim alten Wäscher. Inklusive der Steuerung liegt die System-Leistungsaufnahme bei maximal ca. 600 W, also weniger als die Hälfte des alten Systems. Außerdem hat der Befeuchter eine frequenzgesteuerte Pumpe. Er wird mit 0…10 V angesteuert und setzt das Signal in einer 31-stufigen Regelung um. So wird nur die Menge an Wasser versprüht, die benötigt wird. „Durch die sehr feine Vernebelung wird das Befeuchtungswasser gut von der Luft aufgenommen“, ergänzt Popp. Zudem nimmt die Luft bei Hybridsystemen einen Großteil der Feuchtigkeit über die neuen Keramikflächen der Verdunstungseinheit auf.
Systembedingt arbeiten die adiabatischen Hybrid-Befeuchter hygienischer als Wäscher, weil sie ohne Wasser im Kreislauf gefahren werden. Einen weiteren Beitrag zur Hygiene leisten die Wasseraufbereitung und hygienerelevante Bestandteile der Befeuchter wie die Überwachung des Leitwerts, Sterilfilter, die Silberionisierung und die Sprühleitungsentleerung bei Stillstand.
Umrüstung außerhalb der Betriebszeit
Der Einbau der Hybrid-Befeuchter in die bestehenden Befeuchter-Leerteile wurde vom Condair-Team vorgenommen, die Wasseraufbereitung hat Klima-Bau Volk, Wetzlar, installiert. Da das Bürogebäude genutzt wurde, mussten alle Arbeiten, die ein Abschalten der Lüftungstechnik erforderten, in die frühen Morgen- oder in die Abendstunden gelegt werden. Robert Rimer, Objektleiter bei Wisag Gebäudetechnik Hessen Mitte: „Die Umrüstung fand zwar in der Übergangsjahreszeit statt, wo Heizen und Kühlen nicht dringend nötig waren, aber die Fenster des Gebäudes lassen sich nicht öffnen. Die Nutzer waren also auf die Luftzufuhr von den Zentralanlagen angewiesen.“ Maßnahmen mit höherem Zeitaufwand und Verschmutzungsrisiko fanden an den Wochenenden statt. So ließen sich die Einschränkungen für die Nutzer des Bürohauses gering halten.
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Die Sanierung der kleinen Lüftungsanlage für die Konferenzräume war weniger aufwendig im Hinblick auf die Arbeitszeit-Planung. Auch bei ihr wurden wichtige Komponenten erneuert und ein Kontaktbefeuchter gegen einen elektrischen Dampf-Luftbefeuchter mit einer Leistung von 60 kg/h getauscht. In dem Fall empfahl Popp das Modell Condair RS und das Dampfverteilsystem Condair Optisorp. Es ermöglicht die Dampfeinbringung in dem vorhandenen kurzen Befeuchterleerteil. Vollentsalztes Wasser bezieht dieser Befeuchter von derselben Wasseraufbereitungsanlage, die den adiabatischen Luftbefeuchter auf der gleichen Etage bedient.
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Seit Frühjahr 2025 laufen die umgerüsteten Lüftungsanlagen inklusive der neuen Befeuchter. Objektleiter Rimer nimmt die RLT-Anlagen wöchentlich in Augenschein und prüft, ob alles in Ordnung ist oder ein Service fällig ist. Bei den Befeuchtern rechnet er mit Wartungsintervallen von etwa einem halben Jahr. „Anfangs mussten wir austesten, wie die Luftvorwärmung und die adiabate Befeuchtung einzustellen sind. Das System reagiert ganz anders als früher mit den Wäschern.“ Für die Menschen in den Büros bietet die sanierte RLT-Technik jetzt ein sehr gutes Raumklima – bei verringertem Energieeinsatz und mit einer hygienischeren Befeuchtungslösung.
Luftfeuchtigkeit ist gesundheitsrelevant
Neben frischer Luft und Wärme ist die relative Luftfeuchtigkeit maßgeblich für das Wohlbefinden und die Gesundheit von Mitarbeitenden, denn trockene „Heizungsluft“ reizt die Augen, die Haut und die Schleimhäute, außerdem steigt das Infektionsrisiko. Bei einer relativen Luftfeuchte unter 40 % bleiben Viren länger aktiv und halten sich besser in der Luft – die Ansteckungsgefahr ist höher, unser Abwehrsystem zugleich schwächer. Eine Luftbefeuchtung dient also dem Gesundheitsschutz. Und sie rechnet sich: Sinkt die Ausfälle wegen Atemwegserkrankungen in der Belegschaft jährlich nur um wenige Stunden pro Person, wird sich ein Befeuchtungslösung schnell amortisieren. Dazu kommt ein Produktivitätsgewinn, weil die Luftbefeuchtung zur Behaglichkeit beiträgt.
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Kontakt
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85748 Garching
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Adiabate Befeuchtung vs. Dampf-Luftbefeuchtung
Eine adiabate Luftbefeuchtung arbeitet mittels Verdunstung. Die Einbringung der Feuchtigkeit kann zum Beispiel durch ein Düsensystem erfolgen, welches Wasser vernebelt. Damit das eingebrachte Wasser gut aufgenommen wird, muss die Luft in der Regel erwärmt werden (rote Linie im Diagramm). Der Effekt der Verdunstungskühlung bewirkt, dass die Luft bei der Befeuchtung (blaue Linie) wieder abkühlt. Bei modernen adiabatischen Befeuchtungssystemen erfolgt das Erwärmen der Luft in einem Vorheizregister, wie es auch in den RLT-Anlagen des Hochhauses Kastor installiert ist. Der Stromverbrauch der Befeuchterpumpen ist bei Niederdruck-Befeuchtersystemen sehr gering.
Bei der Luftbefeuchtung mit Dampf bleibt die Temperatur der Luft nahezu konstant. Die Dampferzeugung erfolgt mit Strom, durch Erdgas-Heizkessel oder die Befeuchter beziehen Dampf aus einem Dampfnetz. Weil dieses Befeuchtungsverfahren keine Abkühlung bewirkt (ein quasi isothermes Verfahren), ist keine zusätzliche Vorwärmung der Luft nötig. Das Befeuchten mit Dampf ist wegen der hohen Temperaturen hygienisch sicher.
Für Kastor kamen weder ein von einem Dampfnetz versorgter noch ein erdgasbetriebener Dampf-Luftbefeuchter in Frage. Für die RLT-Anlagen blieb somit die Auswahl zwischen der elektrischen Dampf-Luftbefeuchtung und der adiabaten Befeuchtung.
Der Dampf-Luftbefeuchter eignet sich gut für geringe bis mittlere Befeuchtungsleistung, wie für die kleinere RLT-Anlage im Kastor, die nach jeweiligem Bedarf betrieben wird. Eine Dampf-Luftbefeuchtung lässt sich präzise regulieren. Außerdem lassen sich diese Systeme in der Regel leicht nachrüsten. Ein elektrischer Dampf-Luftbefeuchter benötigt gegenüber einem adiabatischen Luftbefeuchter mehr Strom.
Ein adiabatischer Luftbefeuchter stellt hohe bis sehr hohe Befeuchtungsleistung effizient bereit und erfüllt mittlere bis hohe Anforderungen an die Regelgenauigkeit. Hier ist ein Vorheizen der Luft erforderlich, dafür ist der Stromverbrauch viel geringer als bei einer elektrischen Dampf-Luftbefeuchtung. Für die beiden großen RLT-Anlagen im Hochhaus Kastor wurde die adiabate Befeuchtung gewählt.
