Kondensation

Kondensation

Bei der Kondensation geht ein gasförmiger Stoff in einen flüssigen Aggregatzustand über. Dieses Produkt wird als Kondensat bezeichnet. Während des Kondensationsvorganges wird Wärmeenergie durch das Kondensat an die Umgebung abgegeben. Diese Wärme hat einen konformen Wert zur Verdampfungswärme.

Das Prinzip der Kondensation, das eine wichtige Rolle beim Wetter spielt, wird aber auch in Dampfkraftwerken, bei Kühlschränken oder Kondensationstrocknern genutzt.

Thermodynamische Grundlagen der Kondensation

Es lassen sich zwei Typen von Kondensationsprozessen unterscheiden, auch wenn sie dem gleichen Grundprinzip unterliegen. Voraussetzung ist in beiden Fällen, dass die Gasphase des kondensierenden Bestandteils übersättigt ist. Verbinden sich mehrere Gasteilchen während ihres Zusammentreffens innerhalb des Gases, nennt man das eine homogene Kondensation. Dabei finden ausreichend langsame Teilchen ohne Beteiligung von Grenzflächen zu größeren Strukturen zusammen. Das ermöglicht eine Übersättigung von mehreren hundert Prozent.

Für eine heterogene Kondensation sind nur sehr geringe Übersättigungswerte nötig, oft reicht schon ein Wert von unter einem Prozent. Diese Form der Kondensation erfolgt an Oberflächen, also in der Regel an in der Gasphase schwebenden festen Partikeln, den Kondensationskernen, bzw. Aerosolteilchen. Diese treten in Bezug auf das jeweilige Gas als eine Art Teilchenfänger auf, wobei Radius und chemische Eigenschaften des Partikels bestimmen, wie gut die Gasteilchen an ihm haften.

Technische Anwendungen der Kondensation

Kondensation wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt. So zum Beispiel bei:

Entfeuchtung
Luftentfeuchter und Bautrockner werden beispielsweise zur Trocknung der Baufeuchte in Neubauten oder nach Sanierungen eingesetzt. Hierbei kondensiert der Wasserdampf aus der eingesaugten Raumluft. Aus dem Gerät kommt dann trockene Luft, die erneut Feuchtigkeit aufnehmen kann. Dieses Prinzip verwenden auch Kondensationstrockner, die zur Wäschetrocknung genutzt werden.

Kühlung
Auch in Wintergärten macht sich der Kondensationseffekt bemerkbar. Durch den Einsatz eines „Hypotauscher“-Systems lassen sich Überhitzung und Zugprobleme vermeiden. Durch die warme Luft verdunstet das Wasser. Die feuchte Luft wird dann an der höchsten Stelle des Wintergartens abgesaugt und durch Rohre zum kühleren Boden geleitet. Dort kondensiert der Wasserdampf, die Wärme wird dabei an den Boden abgegeben. Dieses Prinzip nutzen auch einige Klimaanlagen.

Dampfkraftwerk
Der Abdampf aus den Dampfturbinen wird an Kondensatoren abgekühlt und dem Kreislauf erneut zugefügt, wo er dann als Speisewasser für den Dampferzeuger dient.

Heizungsnetze
Die Kondensation von Wasserdampf spielt auch in Chemiefabriken eine wichtige Rolle. Denn die Energieversorgung für chemische Prozesse erfolgt auch hier mit Wasserdampf. Nach dem Prozess bleibt das Kondensat übrig, das gesammelt und nach einer Aufbereitung wieder als sogenanntes Speisewasser zur Erzeugung von Dampf genutzt wird. Diese Kondensatrückführung ermöglicht solide Einsparungen.

Kondensation: Primärtauwasser und Sekundärtauwasser

Kondensat oder auch Tauwasser tritt also beim Abkühlen der Luft auf, wenn die entsprechende Taupunkttemperatur erreicht wird, bzw. der Wasserdampfsättigungsdruck überschritten wird.

Primärtauwasser ist dabei das Kondenswasser, das bei zu großer Wasserdampfbelastung infolge von Diffusion oder Konvektion auftritt.

Sekundärtauwasser (oder auch Sommerkondensat) entsteht oft an der Unterseite von Dachschalungen, besonders bei einer nächtlichen Wärmeabstrahlung.

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