Saubere Innenluft zum Atmen
Teil 3: Luftreinigung – wenn Lüften nicht genügt
Wenn spezifische Schadstoffe in der Luft nicht durch einfachen Luftaustausch beseitigt werden können, dann ist die Luftreinigung (Luftwäsche) der Ausweg. Besonders bei schweren Smoglagen, in der bemannten Raumfahrt und in Unterseebooten gibt es keine Alternative dazu.
- HEPA-Filter
- Aktivkohlefilter
- Elektrostatische Filter
- Photokatalytische Filter.
- HEPA-Filter
HEPA-Filter verwenden Filtermaterialien, die für Forschung, Medizin, Luft- und Raumfahrt entwickelt wurden. HEPA ist die Abkürzung für „High-efficiency particulate arrestance“. Damit beschreibt man das hocheffiziente Abscheiden fester Schwebstoffe aus der Luft.
Das Funktionsprinzip beruht auf Matten aus unregelmäßig angeordneten Glasfasern mit Durchmessern zwischen 1 bis 10 μm. Eine solche Matte wird zick-zack-förmig um Aluminiumseparatoren gefaltet und bilden mit diesen einen Filterblock (Bild 19). HEPA-Filter können Partikel bis zu einer Größe von 0,1 μm zurückhalten. Die Filterwirkung beruht bei den kleinen Partikelgrößen nicht auf einer einfachen Siebwirkung (dazu wären die Zwischenräume zwischen den Glasfasern der Filtermatte zu groß), sondern auf drei weiteren Effekten:
Der Abfang- oder Sperreffekt (Interception Effect) beruht auf der Massenanziehung. Hier werden die kleinen Staubpartikel von den Filterfasern angezogen und bleiben an ihnen haften.
Der Trägheitseffekt (Impact Effect) ist bei Teilchen mit größerer Masse wirksam. Diese folgen der Luft beim Umströmen der Filterfasern infolge ihrer Trägheit nicht und prallen deshalb auf die Fasern, wo sie verbleiben.
Der Diffusionseffekt (Diffusion Effect) tritt bei kleinsten Staubpartikeln auf, welche bereits eine unregelmäßige Eigenbewegung (Brownsche Molekularbewegung) ausführen, die meist von der Bewegungsrichtung der Luftströmung abweicht. Damit ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass die Partikel die Filterfasern berühren und von ihnen eingefangen werden.
Bei der Grobfilterung größerer Partikel sind die Zwischenräume zwischen den Filterfasern kleiner als die zurückgehaltenen Teilchen, sodass sie gleich beim Eintritt in die HEPA-Filter aus der partikelbeladenen Luft entfernt werden. Häufig ist deshalb ein solches auf dem Siebeffekt beruhendes Filter dem HEPA-Filter vorgeschaltet, um dessen unnötig schnelles Verstopfen der Anströmseite durch größere Partikel zu vermeiden.
HEPA-Filter sind in EN 1822-1 mit den Filterklassen E10-E12 (EPA), H13–H14 (HEPA) und U15–U17 (ULPA) klassifiziert (Tabelle 10).