Schimmelwarner für die Homematic ... Interesse?

[FUEL4EP]

.. das kommt mir sehr bekannt vor. Hab mir auch ein dichtes Sektionaltor vor ein paar Jahren einbauen lassen und muss seit dem die Luftfeuchte kontrollieren. In Planung ist ein solarbetriebener Lüfter, der über die Auswertung der absoluten Luftfeuchte innen und außen gesteuert wird.

[TomMajor]

Genau, Lüfter ist bei mir schon installiert, hängt an einem HM Aktor und jetzt erweitere ich gerade den HB-UNI-Sensor2 für abs. Luftfeuchte und Taupunkt Datenpunkte.
Dann kanns losgehen, nur der Platz auf dem ePaper wird für zusätzliche Werte langsam eng, ich glaub bald brauch ich die 7,5 Variante oder ein zweites.

[klassisch]

Beschäftige mich zum ersten Mal mit der abs. Luftfeuchte.

Das ist schnell umrissen und zeigt auch, warum Lüften leider nicht immer funktioniert:
die zugehörigen Gleichungen haben wir von Wetterochs, der sie zusammengetragen hat.
Das ganze startet mit dem Sättigungsdampdruck
1. SDD(T) = 6.1078 * 10^((a*T)/(b+T))
Das ist der Wasserdampfpartialdruck, der sich bei einer bestimmten Temperatur im Gleichgewicht (also nach theoretisch unendlich langer Zeit) in der Luft einstellt. Der ist bei Wasser nur von der Temperatur abhhängig. Da es sich um einen Partialdruck handelt, geht der Luftdruck nicht ein.
Die Formel ist wohl eine modernere (80er Jahre?) Variante der Magnus-Formel, die eine anerkannte Näherung zumindest für unsere Breiten darstellt.
Mit dem Sättigungsdampfdruck ist auch die Menge an Wasser festgelegt, die bei dieser Temperatur maximal in der Luft gehalten werden kann.

Der in der Luft aktuell vorhandene Wasserdampfpartialdruck (=Dampfdruck) kann nicht höher als der Sättigungsdampfdruck sein. Wenn er den Sättigungsdampfdruck erreicht, dann ist die Luft vollständig gesättigt und die relative Feuchte 100%. Das beschreibt Gleichung 2

2. DD(r,T) = r/100 * SDD(T)

Wenn man die relative Feuchte und die Temperatur mißt, kann man mit der Formel 2 und dem Sättigungsdampfdruck aus Formel 1 den Dampdruck (Partialdruck) der aktuell betrachteten Luft rechnen.

Jetzt fragen wir uns, wie weit wir abkühlen können, bis die Luft das Wasser ausscheiden muß. Wir suchen also die Temperatur, bei der unser derzeit gemessener Dampfdruck zum Sättigungsdampfdruck wird und das Wasser beginnen würde auszukondensieren.
Diese Temperatur nennen wir Taupunkttemperatur TD. Damit können wir die relative Feuchte als Verhältnis des aktuellen Dampfdrucks und de Sättigungsdampfdrucks definieren.
3. r(T,TD) = 100 * SDD(TD) / SDD(T)

Wie kommen wir aber zum Taupunkt? Diese Frage beantwortet uns Formel 1, wenn wir unseren derzeitgen Dampfdruck als Sättigungsdampfdruck einsetzen und nach der Temperatur auflösen. Das ist etwas unangenehm, aber in Gleichung 4 abgebildet.

4. TD(r,T) = b*v/(a-v) mit v(r,T) = log10(DD(r,T)/6.1078)

Aber in unserem Gedankenexperiment lassen wir das Wasser nicht auskondensieren. Wir halten kurz vorher an und fragen uns, wieviel Wasser ist denn jetzt in der Luft enthalten - kurz bevor es rauskondensiert?

Wir kennen ja den vorhandenen Dampfdruck, welche ja dem Sättigungsdampdruck am Taupunkt entspricht, und somit auch die Menge Wasserdampf, die in der Luft enthalten ist. Wir müssen jetzt nur noch einen Druck in eine "greifbare" und übliche Mengeneinheit umrechnen. Da hilft das allgemeine Gasgesetz, welches aus dem Wasserdampfpartialdruck, der Molmasse des Wassers und der allgemeinen Gaskonstante die Masse Wasser im Luftvolumen berechnet, Gleichung 5, also g/m³.
5. AF(r,TK) = 10^5 * mw/R* * DD(r,T)/TK; AF(TD,TK) = 10^5 * mw/R* * SDD(TD)/TK

So das allgemeine Vorgehen.
Bei der Schimmelwarnung rechnen wir aus Temp und relativer Feuchte der Raumluft zuerst einmal den Dampfdruck und die absolute Feuchte.
Dann messen wir noch die Temperantur der Wand und stellen die Frage, welche relative Feuchte erhalten wir, wenn wir die vorhandene Luft des Raumes, deren Dampfdruck und absolute Feuchte wir jetzt kennen, auf die Temperatur der Wand abkühlen.
Das beantwortet uns wiederum prinzipiell Gleichung 3. Aber bevor wir die ansetzen können, müssen wir den Sättigungsdampfdruck bei der Wandtemperatur kennen SDD(T_Wand). Also wieder in Gleichung 1 mit der Wandtemperatur als Eingangsgröße und den Sättigungsdampfdruck SDD bei der Wandtemperatur erhalten. Und diesen Sättigungsdampfdruck der Wandtemperatur setzen wir in Gleichung 3 ein und erhalten die relative Feuchte der Wand.

Und wenn die zu hoch wird, dann müssen wir etwas machen.
Die Wand aufheizen wird uns kurzfristig schwer fallen. Also muß die Luft trockener werden.
Wenn die absolute Luftfeuchte draußen kleiner als drinnen ist, dann öffnen wir die Luken, lüften also, und das Problem wird gemildert oder löst sich gar "von selbst".
Wenn es aber draußen feucht-warm ist und die absolute Feuchte draußen höher als drin, dann wird es beim Lüften nur noch schlimmer.
Dann hilft nur noch ein Trockner, also Luftentfeuchter.

Die ganzen Zusammenhänge sind exponentiell. Und deshalb ist das Lüften so schwierig und wird intuitiv meist falsch gemacht.
"Draußen ist es schön und warm, da lüfte ich doch und lasse die schöne, frische, warme Luft herein, die wird das schon alles troknen."
Kann sein, Muß aber nicht. Man kann es nicht schätzen. Man muß es messen und rechnen.
Einziger Anhaltspunkt: Frühmorgens, so gegen 5 Uhr ist die Chance, daß das klappt meist höher als mittags.

[TomMajor]

nette Erklärung, Danke dir, klassisch.

Die Länge des Textes war gerade noch "kurz" genug für mich um es gleich zu lesen und einigermaßen zu begreifen und nicht mit TLDR Kategorisierung auf später zu verschieben..

Und sehr gutes Fazit wie ich finde:

Die ganzen Zusammenhänge sind exponentiell. Und deshalb ist das Lüften so schwierig und wird intuitiv meist falsch gemacht.
"Draußen ist es schön und warm, da lüfte ich doch und lasse die schöne, frische, warme Luft herein, die wird das schon alles troknen."
Kann sein, Muß aber nicht. Man kann es nicht schätzen. Man muß es messen und rechnen.

[klassisch]

Sorry, Tom, wurde dann doch länger als gedacht. Hat wahrscheinlich länger gedauert als die Implementierung an sich. Wer sich wirklich dafür interessiert kann es ja jetzt nachlesen.
Und das passiert, wenn man die Anzeige wegnimmt und die Menschen "gutgemeint" Lüften:

Schnurstracks steigt die Wandfeuchte.

Bei uns wurde sogar ein 50 Jahre alter Kindergarten aufgegeben, zuerst ein Container-Ausweichquartier erstellt und danach mit Millioneneinsatz ein neuer Kindergarten gebaut.
In der Elternschaft scheint sich eine Panik breit gemacht zu haben. Da riecht es feucht, da schimmelt es.
Dies Panik hat sich auf die Gemeindeverwaltung übertragen. Man hat dann wohl zuerst das Notquartier für teuer Geld erstellen lassen und dann per Gutachten den Geruch untersuchen lassen. Ergebnis: Kein Schimmel, kein Gift, keine Gefahr.
Falsche Reihenfolge, falsche Schlußfolgerung falsche Maßnahme. Warscheinlich hätte man das mit zugeschraubten Fenstern, Türschließern und -Hupen, einem Belüftungs- und Trockungssystem, und einer ordentlichen Meßtechnik auch in den Griff bekommen.

[Baxxy]

Frage zum Thema:
Ich habe kürzlich einen Selbstbausensor von @FUEL4EP "HB-UNI-Sensor1-THPD-BME280" aufgesetzt.
Dieser errechnet intern die abs.Luftfeuchte in g/m³.
Auf meinem Hauptsystem verwende ich die CUxD (90) Universal Wrapper Devices - Funktion: Thermostat um von allen Raum- sowie Aussensensoren die abs.Luftfeuchte berechnen zu lassen.
Die CUxD-Devices geben mir momentan die abs.Luftfeuchte in g/kg aus.
Zusätzlich verwende ich noch das Script zur Berechnung des Feuchtegehalts hier aus dem Forum (welches ja auch mit g/kg rechnet), oder besser gesagt das vollständige Script mit Lüftungsempfehlung von hier um mir die Lüftungsempfehlung zu generieren.

Die Frage ist nun... was eignet sich besser als Vergleichswert um vernünftig zu lüften? g/m³ oder g/kg

Grüße
Baxxy

[FUEL4EP]

Hi Baxxy,

Wikipedia gibt als Einheit für die Absolute Luftfeuchtigkeit g/m³ an:

aH.png (18.92 KiB) 630 mal betrachtet

Die Einheit g/kg wird für die spezifische Luftfeuchtigkeit verwendet (siehe Wikipedia).

Wie immer, solltest Du Äpfel mit Äpfeln und Birnen mit Birnen vergleichen
Also sollten beide Messwerte in g/m³ oder in g/kg angegeben sein, nicht aber gemischt.

Sicherlich nehmen es manche Berechnungen mit der Einheit nicht so genau

[klassisch]

Gute Frage.
CuxD kann ja beides. Und vor Jahren stand ich auch vor dieser Frage.
Wikipedia beschreibt die absolute Feuchte als g/m³, s. https://de.wikipedia.org/wiki/Luftfeuch ... uchtigkeit
Das Pendel zeigt also schon mal in dieser Richtung.
Und für die Umrechnungen dahín brauche ich keinen Luftdruck, weil der Sättigungsdampfdruck als Partialdruck des Wassers nur von der Temperatur abhängt.
Wenn ich jetzt auf g/kg gehe, muß ich irgendwie die Luftmasse in einem m³ Luft bestimmen. Dann kommt die Dichte der Luft ins Spiel. Also neben der Temp, die wir haben, auch noch der Luftdruck, der ja in die Dichte eingeht. Meinte und meine ich zumindest. Und da das Einfachere meist erst mal mein Freund ist, habe ich mich auf g/m³ eingestellt.
Und da die Gleichungen beim Wetterochs / Wettermail schön dazu gepasst haben, bin ich dabei geblieben.
Aber es könnte andere Gründe geben, die ich bei diesen einfachen Überlegungen nicht bedacht habe.

[cmjay]

Wikipedia beschreibt die absolute Feuchte als g/m³

Etwas weiter unten beschreibt Wikipedia die spezifische Luftfeuchte (g/kg) und den Ansatz, wie man sie errechnet.
Da wird sofort und zweifelsfrei klar, dass man auf jeden Fall lieber bei der absoluten Luftfeuchte bleibt ...
Zitat:
"Diesem Vorteil steht allerdings die schwierige Messung der spezifischen Luftfeuchtigkeit entgegen, die im Regelfall einem Labor vorbehalten bleibt."

[Baxxy]

Und schwupps habt ihr mich überzeugt...
Zum einen finde ich Ewald's "HB-UNI-Sensor1-THPD-BME280" so gut das ich demnächst noch einen zweiten für das Hauptsystem (Ferienhaus) fertigstellen werde. Und damit (Äpfel & Birne) einhergehend auch die CUxD-Devices auf g/m³ umstelle.
Zum anderen macht es natürlich Sinn auf die praktikablere Einheit zu setzen, vor allem da hier fähige Leute sind die sich damit auskennen!

Danke für Eure Meinungen!

Grüße
Baxxy