Bautrockner Funktionsweise (Aufbau, Kosten, Vor-/Nachteile)

Die Wahl des richtigen Bautrockners ist für Laien ein schwieriges Unterfangen, da sowohl die Entfeuchtungsleistung als auch der hohe Preis eine wichtige Rolle spielen. Bevor es jedoch um die konkreten Modelle geht, ist es erforderlich, sich für die richtige Kategorie beziehungsweise Funktionsweise zu entscheiden.

Grundsätzlich gibt es bei Bautrocknern zwei verschiedene Methoden: Die Absorptions- und die Kondensationsmethode. Während beim Absorptionstrockner auch niedrigere Umgebungstemperaturen möglich sind, zeichnet sich der Kondensationstrockner durch eine einfachere Installation und niedrigere Kosten aus.

Die Funktionsweise der Geräte sorgt für verschiedene Vor- und Nachteile und ergibt somit einen unterschiedlichen Anwendungsbereich.

Bautrocknung: Grundprinzipien

Der Vorgang der Entfeuchtung von nassen Bauteilen und Strukturen erfolgt dabei stets indirekt. Es wird kein mechanisches und kein direktes Wärmeverfahren eingesetzt.

Nasse Wände werden weder trocken gerubbelt noch geföhnt.

Auch wenn vereinzelt direkte Wärme eingesetzt wird, dient dies nur der Unterstützung dieser indirekten Trocknungsmethode.

Die Entfeuchtung geschieht über die Abgabe der Feuchtigkeit an die Umgebungsluft und von dort aus weiter an den Trockner, der das Wasser sammelt. Diese Methode wird eingesetzt, da sie einfach zu steuern und gut zu kontrollieren ist. Außerdem ist der Aufwand so geringer und die Installation relativ einfach.

Die Trocknung erfolgt dabei vergleichsweise langsam.

Dies ist sinnvoll, um Ungleichgewichte in den Baumaterialien zu verhindern und ein schonendes Austrocknen zu gewährleisten. Würden die Baustoffe plötzlich ihren Wassergehalt verringern, bestünde die Gefahr von Rissen und Verformungen.

Bautrockner: Kondensation (kurz erklärt)

Der Begriff der Feuchtigkeit ist komplex und beinhaltet verschiedene Aspekte, wobei die relative Feuchtigkeit die wichtigste Aussagekraft hat.

Luft besitzt die Eigenschaft, dass sie Wasser in gasförmiger Form aufnehmen kann. Die Feuchtigkeit ist dabei in den meisten Situationen nicht sichtbar. Nur ihre Auswirkungen bekommen wir zu spüren (wie trockene Schleimhäute durch Luft aus Klimaanlagen, Schimmel durch feuchte Luft in Kellern).

Wie viel Wasser die Luft aufnehmen kann ist in erster Linie von ihrer Temperatur abhängig. Wenn es wärmer ist dehnt sich die Luft aus und die Luftmoleküle schwingen stärker (auf atomarer Ebene). Es ist also ein bisschen mehr Platz und mehr Energie vorhanden, um gasförmiges Wasser zu binden.

Die relative Luftfeuchtigkeit gibt an, wie viel Wasser die Luft beinhaltet und wie viel sie theoretisch aufnehmen kann. Dieser Wert wird in Prozent angegeben.

Besitzt ein Kubikmeter Luft die Fähigkeit 20 g Wasser aufzunehmen und es befinden sich 10 g in diesem Bereich, beträgt die Luftfeuchtigkeit 50 %.

Die genaue Menge in Gramm ist dabei nur schwer zu bestimmen und bedingt aussagekräftig. Die Luftfeuchtigkeit wird daher meist direkt mit Hilfe eines Hygrometers (= Feuchtigkeitsmesser) zur Anzeige gebracht.

Wird eine Luftfeuchtigkeit von 100% erreicht, kann die Luft kein Wasser mehr aufnehmen. Sie ist gesättigt.

Zusätzliches Wasser bleibt also in seinem flüssigen Zustand.

Diese Sättigung kann neben der Zuführung weiterer Feuchtigkeit auch durch Abkühlung der Luft erfolgen. Reduziert sich die Temperatur, sinkt nämlich auch der maximale Wert der Wasseraufnahme.

So kann unser Kubikmeter Luft dann nicht mehr 20 g Wasser aufnehmen, sondern vielleicht nur noch 15 g. Die relative Luftfeuchtigkeit steigt auf 66 % (10 g Wasser enthalten, 15 g möglich). Sinkt die Temperatur weiter und sind nur noch 10 g Aufnahme möglich, ist die Luft gesättigt und es herrschen 100% Luftfeuchtigkeit.

Beim weiteren Absenken der Temperatur kommt es nun zur Kondensation (= Wechsel des Zustands von gasförmig auf flüssig), da immer noch 10 g in unserem Kubikmeter Luft sind, aber nur noch 6 g hereinpassen. Die 4 g Wasser setzen sich also an Oberflächen als Topfen ab oder stehen in der Luft (= Nebel).

Die Trocknung der Luft (zur Trocknung von Materialien) bedient sich immer der Luft und ihrer Aufnahmefähigkeit von Wasser. Dies gilt bei Bautrocknern sowohl für die Kondensations- als auch Absorptionsmethode.

Bautrockner: Der Kondensationstrockner

Die meisten Bautrockner sind als Kondensationstrockner konzipiert und folgen dem Mechanismus der Abkühlung der Luft. Ihre Bauweise ist vergleichsweise einfach und die Installation geht schnell und unkompliziert. Jedoch können Kondensationstrockner nicht überall eingesetzt werden.

Funktionsweise

Der Kondensations-Bautrockner nutzt eine Absenkung der Lufttemperatur, um die relative Luftfeuchtigkeit auf 100 % zu steigern und so das Wasser zur Tropfenbildung zu bringen. Diese werden in einem Sammelbehälter aufgefangen und die trockenere Luft wieder an die Umgebung abgegeben.

Kondensations-Bautrockner Funktionsweise

Dabei sind die Bautrockner meist als schwerer Kasten (Bautrockner: Gewicht (Vergleich, Leistung, Leichte Modelle) mit Rädern und einem Griff konstruiert. Im Inneren verbergen sich Ventilatoren, ein Kompressor, ein Wärmetauscher und ein geschlossenes Kühlmittelsystem.

Das Kühlmittel variiert hierbei je nach Hersteller und Einsatzzweck. Die Bezeichnung ist meist „RF + Nummer“ und beschreibt die exakte chemische Zusammensetzung. Kühlmittel haben die Eigenschaft, dass sie sich bei Druckänderungen besonders stark (aber stabil) erwärmen beziehungsweise abkühlen können.

Bei der Nutzung im Kühlkreislauf wechselt das Kühlmittel von fest zu flüssig und schließlich wieder zu fest.

Der Betrieb erfordert, dass das Kühlmittel wiederverwendet wird. Daher handelt es sich um einen geschlossenen Kreislauf, aus dem keine Inhalte austreten oder hinzugefügt werden.

Überdies wird das Kühlmittel mit hohem Druck beaufschlagt. Dieser Druck wird durch einen Kompressor erzeugt und erfordert, dass die Zuleitungen stabil gestaltet sind (damit der Druck enthalten bleibt).

Ein Kondensationstrockner funktioniert wie ein offener Kühlschrank.

Zunächst erzeugt der Kompressor (ein Motor der Gase zusammendrückt) einen höheren Druck des Kühlmittels. Dabei erwärmt sich das Gas zwangsläufig (mehr Druck = mehr Temperatur) und wechselt außerdem in den flüssigen Zustand.

Diese Wärme wird im Wärmeteil des Bautrockners aufgenommen und vorübergehend gespeichert.

Im Anschluss wird das komprimierte und weniger warme Kühlmittel über ein Expansionsventil in den Kreislauf geleitet. Dabei reduziert sich der Druck stark. Das Kühlmittel verringert seine Temperatur rapide, wechselt wieder in den gasförmigen Zustand und ist nun ar***kalt.

Dann gelangt das Gas in den Wärmetauscher, der meist aus Hohlrippen aus Metall besteht. Dieser wird dadurch ebenfalls sehr kalt.

Nun wird die Umgebungsluft angesaugt und an dem Wärmetauscher vorbeigeführt. Dadurch verringert sich die Temperatur der Luft an den Kühlrippen schlagartig. Die relative Feuchtigkeit erreicht rasch 100 % und das überschüssige Wasser kondensiert.

Diese Tropfen fließen am Wärmetauscher herab und tropfen in einen Auffangbehälter. Von dort wird das Wasser je nach Bauart und Einsatz des Bautrockners über einen Schlauch abgeleitet oder der Behälter manuell entleert.

Das Kühlmittel erwärmt sich bei diesem Prozess und wird wieder zum Kompressor geführt, um wieder verdichtet und schließlich abgekühlt zu werden.

Nach Passieren der Kühlrippen wird die abgetrocknete und kühlere Luft am Wärmeteil vorbei wieder in den Raum geleitet. Durch die Erwärmung erhöht sich die Aufnahmekapazität für Wasser und die relative Luftfeuchtigkeit sinkt.

Das Ergebnis ist sehr trockene Luft.

Diese kann nun wieder Feuchtigkeit aus den Materialien aufnehmen und über weitere Durchläufe in den Bautrockner abgeben.

Kondensations-Bautrockner: Einsatzgebiet

Bautrockner nach dem Kondensationsprinzip besitzen eine sehr kompakte und in sich geschlossene Bauweise. Meist sind die Geräte als großer schwerer Kasten aufgebaut (Bautrockner: Gewicht (Vergleich, Leistung, Leichte Modelle) und können in kurzer Zeit zum Einsatz gebracht werden.

Für den einfachen Betrieb mittels Auffangbehälter benötigt man lediglich einen Stromanschluss.

Soll der Kondensationstrockner wartungsfreier genutzt werden, ist bei den hochpreisigen Modellen die Abfuhr des gesammelten Wassers über einen Ablaufschlauch möglich.

Über diesen wird das gesammelte Wasser vom Bautrockner in einen Abfluss geführt (entweder gepumpt oder per Schwerkraft abgelassen). So ist der Betrieb ohne Behälterwechsel und somit unbeaufsichtigt möglich.

Der Bedarf an einen solchen Anschluss schränkt jedoch die Platzierung und den Einsatz des Trockners ein.

Eine weitere Limitierung der Kondensationsmethode ist der verfügbare Temperaturbereich in dem die Geräte effektiv und sicher funktionieren. Dieser ist vom Hersteller abhängig und liegt meist zwischen 15°C und 30°C.

Kondensations-Bautrockner benötigen eine gewisse Temperatur.

Unterhalb der Temperaturen ist die Aufnahmekapazität der Luft zu gering und oberhalb der Wärmetausch im Bautrockner eingeschränkt. Außerdem kann das Kältemittel bei geringen Temperaturen nicht so gut arbeiten oder sogar gefrieren, wodurch eine Umgehung aktiv wird und die gesamte Effektiv abnimmt.

Grundsätzlich wird versucht einen Kondensations-Bautrockner bei hohen Temperaturen zu betreiben, da die Luft so am meisten Wasser aufnehmen kann.

Dabei werden Temperaturen von 25°C angestrebt. Dies ergibt sich aus der Abwägung zwischen den Heizkosten (29°C Raumtemperatur sind teuer) und der Entfeuchtungsleistung (unter 20°C dauert es deutlich länger).

Vor- und Nachteile Kondensations-Bautrockner

Vorteile

  • Leichter Aufbau (mit Auffangbehälter)
  • Wartungsfreier Betrieb (mit Ablaufschlauch)
  • Kontinuierliche Entfeuchtung
  • Effektiv bei hohen Temperaturen

Nachteile

  • Wartungsfreier Dauerbetrieb nur bei teuren Modellen
  • Temperaturbereich limitiert
  • Zielfeuchtigkeit nicht so gering

Bautrockner: Der Absorptionstrockner

Der Bautrockner nach dem Absorptionsverfahren ist zwar in einem größeren Temperaturbereich einsetzbar, besitzt jedoch einen komplexeren Aufbau und benötigt eine Abluftleitung. Das Prinzip beruht auf einem salzartigen Hilfsmittel (Silicagel), an dem die Feuchtigkeit aus der Luft bindet, bevor sie nach außen abgeleitet wird.

Funktionsweise

Der Aufbau eines Absorptions-Bautrockners beinhaltet ein sich langsam drehendes Gitter (Rotor), das mit einem wasseraufnehmenden Stoff beschichtet ist. Dabei handelt es sich meistens um ein Salz oder Silicagel.

Die Eigenschaft Wasser zu binden wird durch eine besonders große Oberfläche des Stoffs stark erhöht. So kann ein Gramm Silicagel eine Oberfläche von bis zu 450 m² aufweisen.

Über einen Ventilator wird die Raumluft an dem Gitter vorbeigeleitet und das Salz entzieht hierbei die Feuchtigkeit. Das Wasser kondensiert jedoch nicht, sondern ist in der kristallinen Struktur gebunden.

Beim Absorptionstrockner tropft kein Wasser.

Die Aufnahme dieses gebundenen Wassers erfolgt in einem zweiten Schritt. Die angesaugte Raumluft wird hierbei stark erhitzt (wodurch die relative Feuchtigkeit sehr gering ist).

Diese warme trockene Luft fließt nun an dem wasserhaltigen Salz vorbei und nimmt die Feuchtigkeit auf.

Über diesen Zwischenschritt der Bindung an Salz enthält die nun entstandene Luft viel mehr Wasser, als wenn man einfach die Raumluft aufheizen würde. Außerdem ist die Erhitzung der gesamten Umgebungsluft sehr teuer und ineffektiv, da viel Hitze verloren geht.

Als finaler Schritt muss die feuchte und warme Luft aus dem Raum abgeleitet werden, da ansonsten ja kein Wasser den Bereich verlassen würde.

Die abgeflossene Luft wiederum muss durch nachfließende Luft ersetzt werden. Dies geschieht in vielen Fällen passiv (mittels Einströmen), kann jedoch auch aktiv (durch Ansaugen über Schläuche und Zuläufe) durchgeführt werden.

Der Prozess in dem Absorptionstrockner wird bei einigen Modellen durch einen weiteren Luftstrom optimiert. Dabei wird die Raumluft zu Beginn geteilt und neben der Wasser abgebenden Hauptströmung erfolgt eine Nebenströmung durch den Rotor.

Dabei wird der Rotor nach Abgabe der Feuchtigkeit durchströmt. Dann besitzt er noch eine große Restwärme, die von der durchgeleiteten Luft aufgenommen wird. Die Abkühlung des Rotors macht erhöht die Effektivität und die vorgewärmte Luft kann in dem Heißteil genutzt werden.

Einsatzgebiet

Der Aufbau des Absorptionstrockners ist etwas komplexer, führt jedoch zu einem wartungsfreien Betrieb und kann so lange Trocknungsperioden gewährleisten.

Außerdem ist es möglich diesen Bautrockner auch bei sehr niedrigen Temperaturen einzusetzen, da das Silicagel auch bei Kälte Wasser aus der Luft aufnimmt. Dies ist dann von Vorteil, wenn es sich um größere und unbeheizte Umgebungen handelt.

Absorptionstrockner haben außerdem die Fähigkeit die Umgebungsluft sehr stark abzutrocknen. Werte von 10 % und darunter sind hierbei nicht ungewöhnlich.

Sollten solche Werte angepeilt werden ist dies jedoch genau abzuwägen, da Naturstoffe und andere Materialien empfindlich auf den „kompletten“ Entzug von Wasser reagieren können. Es können Risse, Verformungen und Strukturschäden auftreten.

Absorptionstrockner haben auf Grund dieser Eigenschaften einen sehr hohen Anschaffungspreis und sind meist nur im professionellen Bereich im Einsatz.

Vor- und Nachteile

Vorteile

  • Hohe Entfeuchtung möglich
  • Einsatz auch bei Minusgraden möglich
  • Wartungsfreier Betrieb
  • Kontinuierliche Entfeuchtung

Nachteile

  • Teure Anschaffung
  • Installation aufwendiger
  • Hohe Stromkosten

Zusammenfassung

Bautrockner nutzen entweder das Kondensations- oder Absorptionsverfahren.

Beim Kondensations-Bautrockner wird mittels eines Kühlmittels die Umgebungsluft so stark abgekühlt, dass das (gasförmige) Wasser an den Kühlrippen Tropfen bildet und abläuft. Dieses Wasser wird in einem Auffangbehälter gesammelt oder mit einem Schlauch abgeführt.

Die Geräte sind einfach zu bedienen und erfordern keinen umfangreichen Aufbau. Zwar sind professionelle Kondensations-Bautrockner auch teuer, jedoch gibt es sie auch als Luftentfeuchter in einer günstigen Variante.

Der Absorptions-Bautrockner nutzt ein wasseraufnehmendes Material (Salz, Silica-Gel) an einem wabenförmigen Rad (Rotor), um der Umgebungsluft Wasser zu entziehen. Dieses gebundene Wasser wird durch stark aufgeheizte Raumluft aufgenommen und muss im Anschluss aus dem Raum abgeleitet werden.

Die Installation bei diesem Aufbau ist etwas komplexer und wird meist nur im professionellen Umfeld eingesetzt. Dies spiegelt sich auch in einem hohen Anschaffungspreis und den Stromkosten wider. Dafür kann der Absorptionstrockner auch bei sehr niedrigen Temperaturen eingesetzt werden und eine geringe Feuchtigkeit erreichen.

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