Hochspannung im Luftkanal

Raumluftqualität wird nicht nur über Luftmenge, Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit definiert: Schadstoffe aller Art belasten die Raumluft und mindern die Qualität. Filter können hier nur bedingt helfen, da gasförmige Schadstoffe von den meisten Filtern überhaupt nicht erfasst werden. Um hier die gute Raumluftqualität zu sichern, müssen zusätzlich andere Technologien eingesetzt werden.

Eine der bekanntesten Technologien, insbesondere zur Beseitigung von gasförmigen Schadstoffen, ist der Einsatz von Aktivkohle. Deren Wirkweise ist genau betrachtet auch nur die eines Filters, auf dem die Schadstoffe verbleiben. Dies bedeutet neben der Notwendigkeit eines regelmäßigen Austausches des Aktivkohlematerials einen nicht unerheblichen Druckverlust, der von dem Ventilator überwunden werden muss. Hier bietet die bipolare Ionisation eine druckverlustfreie Alternative an.

Das Prinzip der bipolaren Ionisation
Bei dem Vorgang der bipolaren Ionisation wird nach dem Vorbild der Natur die Luft von Schadstoffen gereinigt. Hochspannungsentladungen, die in der Natur in Form von Blitzen auftreten und bei bipolaren Ionisationsgeräten künstlich erzeugt werden, sind in der Lage, Sauerstoff- und Wassermoleküle in der Luft in positiv und negativ geladene Ionen zu zerlegen. Diese energetisch angeregten Ionen sind bestrebt, durch Reaktion mit anderen Molekülen wieder in einen stabilen Zustand zu gelangen. Hierbei bieten sich Schadstoffe in der Luft, insbesondere organische Geruchsmoleküle, als Reaktionspartner an, wodurch diese Schadstoffe schrittweise zu Wasser und Kohlendioxid abgebaut werden. Auch Keime wie Schimmelpilze und Bakterien werden von den Ionen angegriffen.
Zusätzlich trägt Ozon, das bei der Hochspannungsentladung entsteht, seinen Teil zum Abbau der Schadstoffe bei. Zusammen mit den Ionen bilden sie ein Gemisch, das als „aktivierter Sauerstoff“ bezeichnet wird.
Einer der größten Vorteile dieser Technologie ist, dass die bipolare Ionisation in ihrer Wirkung nicht auf den stationären Einbauort beschränkt ist. Der durch die Hochspannungsentladungen erzeugte aktivierte Sauerstoff wird durch den Luftstrom der RLT-Anlage mitgetragen, sodass ein Abbau von Schadstoffen sowohl im Lüftungskanal als auch in den Räumen stattfindet.

Von der kleinen Anlage bis zum Großobjekt
Viele bipolare Ionisationssysteme sind so konzipiert, dass sie sich den individuellen Gegebenheiten anpassen lassen. Das ermöglicht sowohl eine nachträgliche Ausrüstung in bestehenden Lüftungsanlagen als auch eine Integrierung in Neuanlagen.
Da die Systeme für den Dauerbetrieb konzipiert sind, muss die Ionisationsintensität geregelt werden. Schließlich ist es das Ziel, zeitlich begrenzte Schwankungen in der Belastung, aber auch im Volumenstrom der RLT-Anlage (Tag-, bzw. Nachtschaltung) ohne Verlust der Raumluftqualität auszugleichen. Die Möglichkeiten der Regelung reichen hier von simplen, manuellen Regelungen bis hin zu sensorgesteuerten, automatischen Regeleinheiten, bei denen Luftqualität, Ozonkonzentration und weitere Parameter herangezogen werden.
Dabei ist es unerheblich, ob die RLT-Anlage für ein verhältnismäßig kleines Gebäude mit eher wenigen Räumen oder für einen großen Gebäudekomplex mit einer Vielzahl von Lüftungssträngen geplant wird. Aufgrund der Flexibilität der Ionisationssysteme können bereits Einfamilienhäuser von den Vorteilen dieser Technologie für die Luftqualität profitieren.

Hinweise zur Wartung
Die Elektronikkomponenten der Geräte sind meist in geschlossenen Gehäusen angeordnet und so vor eventueller Verschmutzung durch Staub geschützt. Lediglich die Elektroden, an denen die Hochspannungsentladungen zur Erzeugung des aktivierten Sauerstoffs stattfinden, müssen regelmäßig gereinigt werden. Bei geeigneter Vorfilterung jedoch ist eine solche Reinigung nur einmal im Jahr notwendig.
Zudem sind die Ionisationsgeräte in der Regel so konzipiert, dass die zu reinigenden Elektroden leicht zugänglich und ohne größeren Aufwand zu entfernen sind. Das macht eine Reinigung durch den Kunden in Eigenregie möglich. Auch ein Austausch der Elektroden nach Erreichen des Lebensendes gemäß Herstellerempfehlung kann der Kunden selbst vornehmen.
In den meisten Fällen ist die jährliche Reinigung bzw. der Elektrodenaustausch die einzige Wartungsarbeit, die es bei den Ionisationsgeräten durchzuführen gilt. Somit hält sich der Gesamtwartungsaufwand in engen Grenzen.

Einsatzgrenzen
Jede Technologie hat aber auch ihre Grenzen. So ist bei seriösen Herstellern von bipolaren Ionisationsgeräten die Spannung aus Sicherheitsgründen auf ca. 3000 V begrenzt. Denn oberhalb dieser Spannung werden nicht nur die sauerstoffhaltigen Bestandteile der Luft ionisiert, sondern auch die natürlichen Stickstoffmoleküle. Aus ihnen können sich geruchsintensive Stick­oxide und deren Folgestoffe bilden.
Eine naturgegebene Grenze der Technologie ist die Abtötung von Viren. Ihre Proteinhülle bietet der Ionisation keine Angriffsfläche. Somit ist es dem aktivierten Sauerstoff nicht möglich, das Virus in seiner Struktur zu stören und abzutöten. Abhilfe schaffen da Systeme mit zusätzlicher UV-C-Strahlung.

Fazit
Insgesamt bietet die Technologie der bipolaren Ionisation mit ihren Anpassungs- und Erweiterungsmöglichkeiten eine sinnvolle Ergänzung für RLT-Anlagen. Mit ihr lässt sich eine gute Raumluftqualität sicherstellen.

Autorin: Dipl.-Ing. Nicole Achilles, Produktmanagerin (Chemie) bei Bioclimatic GmbH, Bad Nenndorf

Bilder: Bioclimatic GmbH

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