Mobile Klimageräte zur Vermeidung einer „Corona“-Virus Infektion – Eine effektive Lösung?

Geschlossene Innenräume stellen durch die Verbreitung des „Coronavirus“ über Aerosole vor allem im Winter ein Problem dar, da wegen der kalten Temperaturen das Lüften von Räumen nur eingeschränkt möglich ist. Der Expertenkreis Aerosole beschäftigt sich damit, in welchem Ausmaß die Partikelkonzentration in geschlossenen Innenräumen mit Hilfe von hochwirksamen Innenraumfiltern vermindert werden kann. Dabei kam auch der Rauchdichte Analysator von NETZSCH Taurus Instrument zum Einsatz. Lesen Sie mehr im Artikel!

Im Oktober 2020 setzt das Wissenschaftsministerium den Expertenkreis Aerosole ein. Darin erforschen mehr als 10 Wissenschaftler aus verschiedenen Fachgebieten, wie die Ansteckungsgefahr mit SARS-CoV-2 in geschlossenen Räumen verringert werden kann. Der Expertenkreis untersucht, in welchem Ausmaß die Partikelkonzentration in geschlossenen Innenräumen mit Hilfe von hochwirksamen Innenraumfiltern vermindert werden kann.

Zur Abwägung der effektivsten Methoden beteiligte sich die Ernst-Abbe-Hochschule Jena und untersuchte die aktive Filterung und den Austausch der Raumluft mittels mobilem Klimagerät zur Vermeidung einer Infektion mit dem SARS-CoV-2-Virus.

Der vollständige Untersuchungsbericht mit allen Ergebnissen steht kostenfrei zur Verfügung.

Weitere Informationen zur Untersuchung sowie Videos der Versuche sind verfügbar unter https://www.simmi-bleifrei.de/sonstige-dinge/ .

Geschlossene Innenräume sind im Winter ein größeres Problem

Geschlossene Innenräume in Schulen, Hochschulen und Musikschulen stellen vor allem im Winter ein Problem dar, da wegen der kalten Temperaturen das Lüften von Räumen nur eingeschränkt möglich ist. Ein Weg, um trotz der Einschränkungen einen normalen Betrieb der Einrichtungen zu ermöglichen, ist die Filterung und der aktive Austausch der Luft. In einem Tracer-Auswasch-Experiment soll gezeigt werden, ob und wie gut es möglich ist, dies mit einem mobilen Klimagerät zu erzielen.

Versuchsaufbau

Ein mobiles Klimagerät sowie ein Schwenkventilator wurden zur Vermeidung von stehenden Aerosolwolken im Raum eingesetzt. Sie wälzen die Raumluft aktiv um bzw. unterstützen beim Umwälzen. Um den Auswaschvorgang zu untersuchen, wurde als messbares Tracermedium Disco-Nebel und somit eine Nebelmaschine eingesetzt.

Zur Messung der relativen Rauchdichte bzw. hier Nebeldichte wurde das Messgerät TRDA 2.0 mit einer 1,5m langen Lichtmesstrecke der NETZSCH TAURUS Instruments GmbH genutzt, welches die relative Lichttransmission bestimmt.

Das Messgerät zur Rauchentwicklungsprüfung von Stoffen bei thermischer Zersetzung nach dem Verfahren mit Lichtmesstrecke gemäß Standard DIN 50055 ist ideal für die objektive Bestimmung der Dichte des Disco-Nebels im Raum geeignet und wurde der Ernst-Abbe-Hochschule Jena für die Dauer der Untersuchungen zur Verfügung gestellt.

Smoke Density Test Device from NETZSCH Taurus Instruments
Abbildung 1: Display des Rauchdichte – Messgeräts der NETZSCH TAURUS Instruments GmbH

Entscheidende Parameter der Untersuchung

Folgende Werte wurden für die Untersuchung betrachtet:

Luftwechselrate (n) = Wie oft wird die Luft eines Raumes innerhalb einer Stunde durch Frischluft erneuert?

Luftfilterrate (f) = Wie oft wird die Luft im Raum umgewälzt und gefiltert?

Ergebnisse

Innerhalb von drei Tagen wurden Versuche in drei unterschiedlich großen Räumen (Raum 1: 18m3, Raum 2: 120m3, Raum 3: 220m3) durchgeführt.

Light Transmission with Smoke Density Test Device from NETZSCH Taurus
Abbildung 2: Zeitfunktionen der relativen Lichttransmission T beim Auswaschen des Disco-Nebels

Abbildung 2 zeigt, dass das Luftvolumen (Nebel) im Raum mit 18m3 innerhalb von t<15 min vollständig ausgewaschen wurde. Dabei wurde das Luftvolumen etwa 20-mal ausgetauscht (f = 20 / h). Ebenso ergeben sich für die anderen Raumgrößen folgende Ergebnisse:

Raum 2 mit 120m3: Nach65 Minuten war der Nebel vollständig ausgewaschen und das Luftvolumen etwas 3-mal ausgetauscht (f = 3/h)

Raum 3 mit 220m3: Nach 83 Minuten war der Nebel vollständig ausgewaschen und das Luftvolumen etwa 1,6-mal ausgeschaut (f=1,6 / h)

Alle Details zu den Untersuchungsergebnissen sowie die Modellierung der Auswaschfunktion finden Sie im vollständigen Bericht!

Fazit

Mobile Klimaanlagen sind eine sinnvolle Maßnahme zur Vermeidung von Aerosol-Wolken und damit Infektionen in geschlossenen Räumen, in welchen keine aktive Be- und Entlüftung möglich ist. Die Raumluft wird effektiv ausgetauscht, umgewälzt und gefiltert. Mittels Disco-Nebel und einem Rauchdichte-Messgerät konnte dies nachgewiesen werden. Die Modellierung der Auswaschzeitfunktion muss durch höhere mathematische Modelle genauer approximiert werden, da ein Mischprozess der alten und frischen Raumluft in Betracht gezogen werden muss. Weitere Versuche in Klassenräumen und Laboren während des laufenden Unterrichts müssen ebenfalls dieser Untersuchung folgen, um als Akzeptanztests zu dienen.

Ein Nachteil ergibt sich aus der Nutzung von mobilen Klimageräten in Schulen und Universitäten: Die Geräte haben eine deutliche Geräuschentwicklung, die im Unterricht störend wirken kann. Daneben steht der klare Vorteil von Klimageräten im Sommer, denn die Geräte können die Raumluft um etwa 2 bis 3 °C kühlen, was die Lernerfolge trotz der Geräusche verbessern kann. Als Überbrückung, bis große Investitionen von stationären Klimaanlagen möglich sind, sind demnach mobile Klimageräte eine effektive Lösung, um Aerosol-Wolken zu vermeiden, die Raumluft zu filtern und gleichzeitig eine Reduzierung der Temperatur zu erreichen.

Über die Ernst-Abbe-Hochschule Jena

Die Ernst-Abbe-Hochschule (EAH) Jena wurde 1991 als Fachhochschule Jena gegründet und war damit eine der ersten in den Neuen Bundesländern. Seit einigen Jahren ist sie nicht nur Thüringens größte, sondern auch forschungsstärkste Hochschule für angewandte Wissenschaften. Die intensive Forschung und Entwicklung der EAH Jena trägt in großem Umfang zur Stärkung der Thüringer Technologiepotenziale bei. Die Forschungsschwerpunkte umfassen Präzisionssysteme, Technologien und Werkstoffe, Gesundheit und Nachhaltigkeit sowie das Querschnittsfeld Digitalisierung.

Subscribe
Notify of
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments