Was ist ein HEPA-Filter?
HEPA ist die Abkürzung der englischen Beschreibung „high efficiency particulate air“. Es bezeichnet sehr effektive Filter welche die Partikel aus der Luft über unterschiedliche Mechanismen in einem Faser-Flies zurück hält.
Wie funktioniert das?
Der Filter besteht aus einer großen Fläche gefalteten Vlies, in der Regel Glas-Faser-Vlies, welches dann in einen Rahmen aus Holz oder Metall eingefasst wird. Ein Griffschutz schützt üblicherweise vor Beschädigung des empfindlichen Vlies-Paketes.
Das Vlies selber ist relativ großporig. Die Luft strömt durch das Gewirr aus Faser. Die Partikel in der Luft bleiben auf Grund von 4 verschiedenen Mechanismen in dem Filter hängen:
- Sehr große Partikel werden durch zu kleine Lücken festgehalten. (Sperreffekt)
- Manche Partikel folgen genau der Stromlinie auf die Mitte einer Faser und bleiben dann an der Faser durch die sehr großen „van der Waals Kräfte“ hängen. (Direktaufnahme)
- Große und schwere Partikel können den engen Stromlinien um die Faser nicht folgen und berühren daher auf Grund Ihrer Trägheit die Faser und werden dann durch die van der Waals Kräfte festgehalten. (Trägheitsaufnahme)
- Kleine Partikel machen zusätzliche Bewegungen um die Stromlinien auf Grund der thermischen Bewegung der Moleküle und kommen dadurch in Kontakt mit den Fasern – und bleiben dann auch durch die Kräfte hängen. (Diffusionsaufnahme)
Die Abscheidemechanismen in einem HEPA Filter
Was bedeutet H14 oder H13?
Die HEPA Filter werden gemäß ihrem Abscheidegrad klassifiziert. Abscheidegrad bedeutet: Wieviel der in den Filter einströmenden Partikel werden darin festgehalten. Auf Grund der oben beschriebenen Mechanismen werden Partikel in der Größe von ca. 0,15 µm am schlechtesten abgeschieden. Der Abscheidegrad für HEPA Filter wird aus diesem Grund mit Partikeln von genau dieser Größe bestimmt. Diese Partikelgröße wir englisch als „most penetrating particle size“ (MPPS) bezeichnet. Der Abscheidegrad wird nach einem standardisierten Verfahren gemäß der Norm EN 1822. Jeder Filter muss ein Prüf-Zertifikat erhalten.
Ein Abscheidegrad von 99,995% (H14) bedeutet, dass von 100.000 Partikeln 99.995 Partikel hängen bleiben und nur 5 durch kommen.
Der Abscheidegrad bezieht sich immer auf einen bestimmten „Nenn-Volumenstrom“ des Filters. Wird dieser Nenn-Volumenstrom überschritten sinkt der Abscheidegrad.
Kommen die Partikel und Viren da nicht wieder raus?
Nein – die van der Waals Haftkräfte sind viele hundert mal größer als das Gewicht der kleine Partikel und auch als die Reibungskräfte mit der Luft. Partikel die einmal im Filter sind kommen dort nie wieder raus.
Wie lange hält so ein Filter?
Der Abscheidegrad wird im Laufe des Lebens eines Filters immer besser, weil die Fasern durch die angelagerten Partikel immer dicker werden und daher die Trefferwahrscheinlichkeit für weiter Partikel immer größer wird. Aber daher werden auch die Lücken zwischen den Fasern immer kleiner. Dass bedeutet, dass der Luftwiderstand des Filters immer größer wird. Irgendwann schafft der Lüfter es nicht mehr den Nennvolumenstrom durch den Filter zu drücken. Dann ist der Filter voll und muss gewechselt werden. Je nach Belastung des Filters dauert das bei HEPA Filtern zwischen wenigen Monaten und einigen Jahren.
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