Wie Sie bereits in unserem Blog-Beitrag über Feuchtigkeit in Druckluft erfahren durften, kann eine erhöhte Konzentration von Feuchtigkeit und Kondensat in (Druck-)Luft zu einem echten Problem werden. Sie kann unter anderem die Sicherheit, Leistung, Effizienz und Langlebigkeit Ihrer Infrastruktur, aber auch die Qualität Ihres Endprodukts beeinträchtigen.
Deshalb geht es in diesem Beitrag um eine weitverbreitete Methode, Wasser „verschwinden“ zu lassen – nicht mit einem Zaubertrick, sondern durch reine Wissenschaft.
02. April 2020
Die Grundlagen verstehen: relative Luftfeuchtigkeit
Möchte man Wasser aus der Luft in einem System entfernen, muss man sich drei Fragen stellen: Wie hoch ist die aktuelle Luftfeuchtigkeit, wie stark soll sie sinken und wie schnell soll das geschehen?
Als Erstes muss die aktuelle Luftfeuchtigkeit ermittelt werden. Diese wird normalerweise als „relative Luftfeuchtigkeit“ bezeichnet.
Die relative Luftfeuchtigkeit (RH in %) ist die prozentual angegebene maximale Menge an Feuchtigkeit, die die Luft (bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck) aufnehmen kann, bevor das Wasser kondensiert. Mit anderen Worten: Sie gibt an, wie voll das Glas ist. Die relative Luftfeuchtigkeit gibt jedoch nicht nur an, wie viel Wasser bereits in der Luft ist, sondern auch, wie viel Wasser die Luft noch aufnehmen kann. Daraus lässt sich wiederum ableiten, wie sehr die Luft zum Trocknen geeignet ist. Wenn beispielsweise die relative Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft in einem Werk 20 % beträgt, können die restlichen 80 % der Luft noch Feuchtigkeit absorbieren. Das Glas ist also zu 4/5 leer. Bei einem kontinuierlichen Luftstrom können also 4/5 der Luft noch Feuchtigkeit absorbieren und somit das System trocknen.
Den Taupunkt bestimmen
Der Grad der Trockenheit, den Sie erreichen möchten, wird in der Regel mit dem Taupunkt ausgedrückt. Das ist die Temperatur, bei der das Wasser in der Luft kondensiert, zum Beispiel als Tau auf dem Rasen, Kondenswasser am Badezimmerfenster oder Eis an den Wänden der Tiefkühltruhe.
Je höher die Luftfeuchtigkeit, desto höher der Taupunkt. Je geringer die Luftfeuchtigkeit, desto niedriger der Taupunkt. Wenn Sie einen bestimmten Taupunkt anstreben, muss die Luft, die Sie zum Trocknen einblasen, also den gleichen oder (vorzugsweise) einen niedrigeren Wert haben.
Nehmen wir nun das Beispiel von vorhin: Sie möchten Ihre Tiefkühltruhe abtauen. Wenn Sie das Eis (anders gesagt: den gefrorenen Tau) entfernen möchten, lassen Sie es zunächst schmelzen, saugen das Wasser mit einem Schwamm auf und wischen die Tiefkühltruhe anschließend mit einem Tuch aus. Doch nachdem Sie Ihre Tiefkühltruhe wieder eingeschaltet haben, bildet sich zügig wieder neues Eis. Das liegt daran, dass die Luft, die Sie in die Tiefkühltruhe hineingelassen haben, einen höheren Taupunkt hatte als die Betriebstemperatur der Tiefkühltruhe. Wenn die Temperatur in der Tiefkühltruhe unter diesen Taupunkt fällt, kondensiert selbst die geringste Menge an Wasser in der Luft und gefriert anschließend. Zu Hause mag das ein wenig lästig sein, aber in einem Arbeitsumfeld mit Prozessleitungen ist das geradezu gefährlich. Deshalb kommen bei Atlas Copco Rental standardmäßig Industrietrockner zum Einsatz, die für Taupunkte von -40 °C und niedriger sorgen.
Mit der richtigen Temperatur den Prozess beschleunigen
Mithilfe der Temperatur können Sie beeinflussen, wie schnell die Luft den angestrebten Grad der Trockenheit erreicht.
Das ist auch der Grund, weshalb aus dem Haartrockner warme Luft kommt. Bei einer hohen Temperatur kann diese Trocknungsluft mehr Feuchtigkeit absorbieren und somit die relative Luftfeuchtigkeit der zu trocknenden Luft verringern. Gleichzeitig wird dem System Energie zugeführt, sodass mehr Wasser verdampft.
Die Sache hat jedoch einen Haken: Die Wärmezufuhr beschleunigt zwar den Trocknungsvorgang, führt allerdings nicht einen höheren Grad an Trockenheit herbei. So sehr sich die zu trocknende Luft auch aufheizt, sie wird nie einen niedrigeren Taupunkt erreichen als die Trocknungsluft.
Mit sauberer Luft arbeiten
Sie wissen nun, wie nass, trocken, heiß und kalt Ihre Trocknungsluft sein sollte. Aber es gibt einen weiteren wichtigen Faktor: die Sauberkeit der Luft.
Studien haben gezeigt, dass Partikel oder Aerosole in der Luft als Katalysator wirken können. Das führt dazu, dass Sättigung und somit Kondensation bei erheblich höheren Temperaturen erfolgen als üblich. Verschmutzte oder unreine Luft kann dementsprechend viel weniger Wasser aufnehmen. So wie sauberere Dieselmotoren weniger Smog verursachen, kann saubere Luft mehr Feuchtigkeit absorbieren. Aus diesem Grund stellt Atlas Copco ölfreie Gebläse und Kompressoren der Klasse 0 her, die für eine äußerst effiziente Trocknung praktisch alle Staubpartikel, Öl-Aerosole und Öldämpfe aus der Trocknungsluft entfernen.
Wenn Sie also das nächste Mal durch Lufttrocknung Feuchtigkeit oder Wasser aus Ihren Systemen und Geräten entfernen möchten, denken Sie daran, dass der Grad der Trockenheit vom Taupunkt der verwendeten Trocknungsluft abhängt. Wie lange der Vorgang dauert, hängt von der Temperatur und Sauberkeit der Luft ab – und Zeit ist schließlich Geld.
