Kurzantwort
Ein gewerblicher Luftentfeuchter für eine Indoor-Farm ist ein robustes Gerät, das den von Pflanzen durch Transpiration abgegebenen Wasserdampf entfernt – typischerweise 50 bis mehrere hundert Liter pro Tag. Dimensionieren Sie es anhand der Wasseraufnahme der Kultur, nicht anhand des Raumvolumens: Etwa 90–97% des aufgenommenen Wassers werden transpiriert. Rechnen Sie daher die maximale stündliche Transpiration in eine Nennleistung über 24 Stunden bei Ihrer tatsächlichen Temperatur und Luftfeuchtigkeit um und addieren Sie anschließend 20–30% Reserve.
Was ist ein gewerblicher Luftentfeuchter, und warum benötigen Indoor-Farmen einen?
Ein gewerblicher Luftentfeuchter ist eine robuste Maschine, die große Mengen Wasserdampf aus der Luft entfernt. Die Nennleistung reicht typischerweise von etwa 50 L (über 100 Pints) bis zu mehreren hundert Litern pro Tag. Solche Geräte sind für den Dauerbetrieb in Lagerhallen, Schwimmbädern, Fabriken und Indoor-Farmen ausgelegt. In einer vertikalen Farm, Container-Farm oder Pflanzenfabrik entfernen sie das von Pflanzen transpirierte Wasser, damit die Luftfeuchtigkeit in dem für Kulturen und Technik erforderlichen Bereich bleibt.
Pflanzen geben nahezu das gesamte aufgenommene Wasser wieder an die Luft ab. In einem geschlossenen Raum ohne Außenluftaustausch kann diese Feuchtigkeit nur über den Luftentfeuchter oder das Kühlregister der Klimaanlage abgeführt werden. Reicht die Entfeuchtungsleistung nicht aus, steigt die relative Luftfeuchtigkeit (RH), die Transpiration verlangsamt sich, der Calciumtransport wird beeinträchtigt und Krankheiten wie Grauschimmel und Echter Mehltau werden wahrscheinlicher. Dieser Leitfaden erklärt die Auslegung eines Entfeuchtungssystems anhand der Pflanzentranspiration, vergleicht Kondensations-, Adsorptions- und HVAC-integrierte Lösungen und behandelt Luftführung sowie Prüfpunkte beim Einkauf für Indoor-Farmen.
Welche Luftfeuchtigkeit und Temperatur sollte eine Indoor-Farm einhalten?
Die meisten Blattgemüse und Kräuter wachsen bei eingeschalteter Beleuchtung gut bei etwa 20–24°C (68–75°F) und 60–75% RH. Dies entspricht einem Dampfdruckdefizit (VPD) von ungefähr 0.6–1.2 kPa. Das VPD beschreibt die austrocknende Wirkung der Luft und ist eine bessere Regelgröße als die RH allein, da sich dieselbe RH bei 18°C ganz anders auf eine Pflanze auswirkt als bei 26°C.
- Sämlinge und Vermehrung: höhere Luftfeuchtigkeit, häufig 70–85% RH, zum Schutz junger Wurzeln und Stecklinge.
- Blattgemüse und Kräuter: etwa 60–75% RH. Sehr hohe Luftfeuchtigkeit verringert die Transpiration und steht mit Blattrandnekrosen bei Salat in Zusammenhang, einer calciumbezogenen physiologischen Störung.
- Fruchtgemüse und Fruchtkulturen wie Erdbeeren und Tomaten: ähnlich feuchte oder etwas trockenere Luft während der Blüte fördert die Bestäubung und begrenzt Pilzkrankheiten.
- Pilzzuchträume: sehr hohe Luftfeuchtigkeit, häufig 85–95% RH, weshalb sie anders geregelt werden; siehe unseren Leitfaden zur Pilzzucht.
Der schwierigste Zeitpunkt ist meist das Ausschalten der Beleuchtung. Die Temperatur sinkt, die RH steigt rasch und auf kühlen Oberflächen und Blättern kann sich Kondenswasser bilden. Eine gute Regelstrategie senkt die Temperatur schrittweise ab und lässt den Luftentfeuchter während des Übergangs weiterlaufen. Nächtliche Blattnässe ist ein häufiger Auslöser für die Krankheiten, die wir in unserem Leitfaden zur Bekämpfung von Trauermücken und Echtem Mehltau behandeln.
Welche Arten von Entfeuchtungssystemen werden in Indoor-Farmen eingesetzt?
Indoor-Farmen nutzen drei Hauptansätze: eigenständige Kondensationsentfeuchter, Adsorptionsentfeuchter und in das HVAC-System integrierte Entfeuchtung. Viele Betriebe kombinieren eine Klimaanlage für die sensible Kühlung mit separaten Luftentfeuchtern für die latente Last.
| Typ | So funktioniert es | Stärken | Einschränkungen | Typischer Einsatz in Indoor-Farmen |
|---|---|---|---|---|
| Mobiler gewerblicher Luftentfeuchter | Kältemittelregister in einem Gerät auf Rollen, frei ausblasend | Kostengünstig, einfach nachzurüsten oder umzustellen | Begrenzte Leistung, Geräuschentwicklung, benötigt Stellfläche | Kleine Anbauräume, vorübergehende gewerbliche Entfeuchtung |
| Luftentfeuchter zur Decken- oder Wandmontage | Kondensationsgerät zur Decken- oder Wandmontage | Spart Stellfläche, gute Luftverteilung | Benötigt eine tragfähige Befestigung und einen Kondensatablauf | Container-Farmen, Anbauräume, kleine Pflanzenfabriken |
| Gewerblicher Kanal-Luftentfeuchter (Inline) | Kondensationsgerät mit Anschluss an Zuluft- und Rückluftkanäle | Geringe Geräuschbelastung im Raum, gleichmäßige Verteilung, Aufstellung außerhalb des Raums möglich | Kosten und Planung der Luftkanäle | Vertikale Farmen mit mehreren Anbauebenen, größere Räume |
| HVAC-integrierte Entfeuchtung | Luftbehandlungsgerät oder Kompaktanlage kühlt die Luft zur Feuchtekondensation unter den Taupunkt ab, häufig mit Nacherwärmung | Ein System für Temperatur und Luftfeuchtigkeit, zentrale Regelung | Höherer Planungsaufwand; Nacherwärmung benötigt zusätzliche Energie, sofern keine Wärmerückgewinnung genutzt wird | Große Pflanzenfabriken, Lagerhallen |
| Industrieller Adsorptionsentfeuchter | Adsorptionsrotor entzieht Feuchtigkeit und wird durch Wärme regeneriert | Arbeitet bei niedrigen Temperaturen und erreicht sehr niedrige Taupunkte | Benötigt Energie zur Regeneration; erwärmt die Prozessluft | Kühlräume, Trocknungsräume, Kulturen bei niedrigen Temperaturen und Lagerung |
Kondensationsentfeuchter mit Kältemittel (mechanische Entfeuchter) sind die Standardlösung für warme, feuchte Anbauräume, da sie unter typischen Bedingungen in Indoor-Farmen pro kWh am meisten Wasser entfernen. Adsorptionsentfeuchtungssysteme sind bei niedrigen Lufttemperaturen sinnvoll, etwa unter 15°C (59°F), wenn Kältemittelregister an Leistung verlieren und vereisen können.
Wann ist ein zentrales Entfeuchtungssystem sinnvoll?
Ein zentrales Entfeuchtungssystem ist sinnvoll, sobald ein Betrieb mehrere Anbauräume oder eine große Halle mit mehreren Anbauebenen hat. Anstelle vieler kleiner Geräte versorgen ein oder zwei große gewerbliche Luftentfeuchter oder ein in das Luftbehandlungsgerät integrierter HVAC-Entfeuchter die Räume über Luftkanäle – ähnlich wie bei der gewerblichen Gebäudeentfeuchtung in Büros oder Schwimmbädern. Solche leistungsstarken Entfeuchter lassen sich leichter von außerhalb des Anbaubereichs warten und halten Geräusche und Wärme von der Kultur fern. Ein Industrie-Luftentfeuchter, wie er in einer Lagerhalle eingesetzt wird, kann auch in einer Indoor-Farm funktionieren, sofern er für dauerhaft hohe Luftfeuchtigkeit ausgelegt ist und seine Wärmetauscherregister gegen Korrosion geschützt sind.
Wie dimensionieren Sie einen gewerblichen Luftentfeuchter für eine Indoor-Farm?
Sie dimensionieren einen gewerblichen Luftentfeuchter für eine Indoor-Farm anhand des Wasserverbrauchs der Kultur, weil in einem geschlossenen Raum der größte Teil des von Pflanzen aufgenommenen Bewässerungswassers transpiriert wird. Eine Auslegung allein nach dem Raumvolumen, wie sie bei Kellern und Büros üblich ist, unterschätzt die Last in einem Anbauraum erheblich.
- Messen Sie die tägliche Wasseraufnahme. Erfassen Sie, wie viel Wasser dem System täglich zugeführt wird, beispielsweise durch Nachfüllen des Tanks in einem Hydroponiksystem, abzüglich nicht zurückgeführter Drainage. Wenn die Farm noch nicht gebaut ist, verwenden Sie Kultur- und Systemdaten des Lieferanten und betrachten Sie diese als Schätzung.
- Schätzen Sie den transpirierten Anteil. Unter Indoor-Bedingungen transpirieren Pflanzen typischerweise etwa 90–97% des aufgenommenen Wassers; nur ein kleiner Anteil verbleibt in der geernteten Biomasse. Verwenden Sie für eine erste Schätzung 95%.
- Ermitteln Sie die maximale stündliche Rate. Der größte Teil der Transpiration findet bei eingeschalteter Beleuchtung statt. Teilen Sie die transpirierte Wassermenge durch die Beleuchtungsstunden und berücksichtigen Sie einen gewissen Zuschlag für die nächtliche Transpiration.
- Rechnen Sie auf eine tägliche Nennleistung um. Die Leistung von Luftentfeuchtern wird für 24 Stunden angegeben. Multiplizieren Sie daher die maximale stündliche Rate mit 24. Ein Liter entspricht etwa 2.1 US-Pints.
- Berücksichtigen Sie die Nennbedingungen. Die Leistung hängt stark von Lufttemperatur und RH ab. US-Haushaltsgeräte werden bei 65°F (18°C) und 60% RH bewertet, während die Nennleistung vieler gewerblicher Geräte und Geräte für Anbauräume bei 80°F (27°C) und 60% RH angegeben wird. Verwenden Sie die Leistungskennlinie des Herstellers für Ihren tatsächlichen Sollwert.
- Ziehen Sie andere Feuchteabfuhr vorsichtig ab. Kühlregister von Klimaanlagen entfernen einen Teil der Feuchtigkeit, jedoch nur während des Betriebs. Verlassen Sie sich nach dem Ausschalten der Beleuchtung nicht darauf, wenn der Kühlbedarf sinkt.
- Planen Sie Reserve und Redundanz ein. Addieren Sie 20–30% für Lastspitzen und verschmutzte Wärmetauscherregister. Verteilen Sie die Leistung auf mindestens zwei Geräte, damit ein einzelner Ausfall nicht die Ernte ruiniert.
Rechenbeispiel
Angenommen, die Pflanzen einer Container-Farm nehmen täglich 120 L (etwa 32 US-Gallonen) Wasser auf. Bei einem transpirierten Anteil von 95% gelangen etwa 114 L/Tag in die Luft. Wenn ungefähr 80% davon während 16 Stunden Beleuchtung anfallen, beträgt die maximale Rate etwa 5.7 L/h. Dies entspricht einer Nennleistung von 137 L/Tag (etwa 290 Pints/Tag) unter Raumbedingungen. Mit einer Reserve von 25% würden Sie etwa 170 L/Tag (ungefähr 360 Pints/Tag) bei Ihrer tatsächlichen Temperatur und RH vorsehen, vorzugsweise verteilt auf zwei Geräte. Betrachten Sie dies als Veranschaulichung; Ihre eigenen Wasseraufzeichnungen sind die beste Grundlage.
Wie viel Kühlleistung benötigt das HVAC-System einer Indoor-Farm?
In einer geschlossenen Indoor-Farm wird nahezu der gesamte im Raum verbrauchte Strom letztlich zu Wärme, die das HVAC-System abführen muss. LED-Leuchten, Pumpen, Ventilatoren und die Luftentfeuchter selbst erzeugen sensible Wärme; nur wenige Prozent der Lichtenergie werden durch Photosynthese gespeichert.
- Rechnen Sie elektrische Leistung in Wärmelast um: Geräte mit 1 kW im Raum erzeugen etwa 3,412 BTU/h. Eine Kältetonne entspricht 12,000 BTU/h oder etwa 3.5 kW.
- Beispiel: 20 kW Beleuchtung plus 3 kW für Pumpen, Ventilatoren und Steuerungen erzeugen etwa 78,500 BTU/h, entsprechend rund 6.5 Kältetonnen, noch ohne Wärmeeinträge über die Gebäudehülle, Frischluft und Sicherheitsreserve.
- Luftentfeuchter erzeugen Wärme: Beim Kondensieren gibt Wasser seine latente Wärme von etwa 0.68 kWh pro Liter als sensible Wärme an den Raum zurück, zusätzlich zur Leistungsaufnahme von Kompressor und Ventilator des Geräts.
- Die Dämmung ist entscheidend: Eine gut gedämmte, luftdichte Hülle macht die Last berechenbar und verhindert Kondensation an den Wänden.
Die Beleuchtung ist gewöhnlich der größte einzelne Lastfaktor. Effiziente Leuchten verringern daher sowohl den Stromverbrauch als auch die erforderliche HVAC-Leistung; siehe Pflanzenlampen für den Indoor-Anbau. HVAC-Systeme in Gewächshäusern arbeiten anders, da Gewächshäuser feuchte Luft meist über Lüftungsöffnungen und Ventilatoren abführen, statt die Feuchtigkeit auszukondensieren. Unser Leitfaden zur Gewächshauslüftung und -heizung behandelt diesen Ansatz.
Wie sollte die Luft durch eine vertikale Farm strömen?
Entfeuchtung funktioniert nur, wenn die Luft tatsächlich durch den Pflanzenbestand strömt. Dicht bestückte Regale mit mehreren Anbauebenen erzeugen zwischen den Blättern Bereiche mit stehender, feuchter Luft, selbst wenn der Raumsensor einen geeigneten Wert anzeigt.
- Sorgen Sie auf jeder Ebene für eine sanfte Luftbewegung, üblicherweise im Bereich von etwa 0.3–1 m/s (60–200 ft/min) am Pflanzenbestand. Verwenden Sie dafür Ventilatoren mit horizontaler Luftführung oder leiten Sie Luft über Kanäle entlang jeder Regalebene ein.
- Ordnen Sie die Rückluftwege so an, dass feuchte Luft aus den Regalen den Luftentfeuchter erreicht, statt in Gerätenähe einen Luftkurzschluss zu bilden.
- Montieren Sie Temperatur- und RH-Sensoren auf Höhe des Pflanzenbestands auf mehreren Ebenen, nicht nur in der Nähe der Decke oder Tür.
- Leiten Sie das Kondensat über Rohre zu einem Ablauf oder Sammeltank. Kondensat enthält wenig gelöste Mineralstoffe und kann nach Filtration und Desinfektion häufig für die Bewässerung wiederverwendet werden. Dadurch lässt sich ein großer Teil des Wassers der Farm zurückgewinnen.
Klimadaten von mehreren Messpunkten lassen sich am einfachsten über eine zentrale Steuerung verwalten; Informationen zu Sensoren und Alarmen finden Sie unter IoT in der intelligenten Landwirtschaft.
Einkaufscheckliste für Industrie-Luftentfeuchter
Fordern Sie beim Vergleich gewerblicher Luftentfeuchter von jedem Lieferanten dieselben Daten an, damit Sie die Leistung unter Ihren Bedingungen statt werbewirksamer Spitzenwerte vergleichen. Die folgenden Punkte prüfen wir bei der Spezifikation der Klimatechnik für unsere Pflanzenfabriken.
- Leistung bei Ihrem Sollwert, beispielsweise bei 24°C und 65% RH, nicht nur unter Nennbedingungen.
- Energieeffizienz in Litern pro kWh oder Pints pro kWh unter diesen Bedingungen; effiziente gewerbliche Geräte erreichen unter warmen, feuchten Nennbedingungen häufig etwa 2–4 L/kWh.
- Betriebsbereich: minimale Lufttemperatur, Abtauverfahren und maximale Umgebungstemperatur.
- Stromversorgung: 220–240 V einphasig oder 380–480 V dreiphasig, 50 oder 60 Hz sowie Anlaufstrom.
- Bauweise: beschichtete Wärmetauscherregister für feuchte, düngerhaltige Luft, Gehäuse aus Edelstahl oder mit Pulverbeschichtung, waschbare Filter.
- Steuerung: integrierter Hygrostat oder externe Regelung, potenzialfreie Kontakte oder Modbus zur Einbindung in die Farmsteuerung.
- Installation: Kanalanschluss oder frei ausblasend, Kondensatpumpe, Geräuschpegel und Wartungszugang.
Nächste Schritte
Ein anhand der Transpiration dimensionierter gewerblicher Luftentfeuchter hält zusammen mit einer passend ausgelegten Kühlung und guter Luftführung das Klima einer Indoor-Farm über jeden Beleuchtungszyklus hinweg stabil. Mars Vertical Farm plant Container- und Indoor-Pflanzenfabriken mit Beleuchtung, HVAC, Entfeuchtung und Fertigation, die auf den Kulturplan abgestimmt sind – beispielsweise unsere vollautomatische Container-Pflanzenfabrik und maßgeschneiderte Indoor-Farmen im Sortiment der Pflanzenfabriken. Einen umfassenderen Vergleich der Bauformen finden Sie unter Container-Farm oder Indoor-Pflanzenfabrik. Teilen Sie uns Ihre Kultur, Raumgröße und das lokale Klima mit, und wir schlagen Ihnen ein auf Ihr Projekt dimensioniertes Klimapaket direkt ab Werk vor.
