Messgrößen für den Vergleich von Luftfiltergeräten
Um Luftfiltergeräte verschiedener Hersteller vergleichen zu können, ist man auf neutrale Messgrössen angewiesen. Die Thematik scheint bei oberflächlicher Betrachtung recht einfach, doch die Probleme liegen im Detail.
Werden sie nicht bedacht, wird der gesamte Vergleich wenig aussagekräftig oder sogar falsch. Die gängigen technischen Mess-grössen, wie beispielsweise Luftleistung und Abscheidegrad, werden in der Praxis nicht von allen Herstellern von Luftfiltergeräten im gleichen Sinn benutzt. Eine Hilfe durch den «Datendschungel» finden Sie hier.
In der betrieblichen Praxis stellt sich häufig das Problem, Luftfiltergeräte verschiedener Hersteller miteinander zu vergleichen. So einfach wie das zunächst klingt, ist ein Vergleich allerdings nicht, da die für die Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Luftfiltergeräten wichtigen Messgrössen nicht von allen Herstellern gleichbedeutend verwendet werden - unglücklicherweise sprechen hier nicht alle Hersteller die gleiche Sprache; oft verwirren die Leistungsangaben den Nichtfachmann.
Um diese Verwirrung zu beseitigen, werden nachfolgend die wichtigsten Messgrössen für die Leistungsfähigkeit von Luftfiltergeräten definiert. Dem sei vorausgeschickt, dass alle üblicherweise verwendeten Messgrössen im technischen Sinne «richtig» sind: entscheidend für die Praxis ist jedoch, worauf sie sich jeweils beziehen.
Grundsätzlich ist auch zu beachten, das es neben den nachfolgend aufgeführten Messgrössen noch andere Merkmale zu berücksichtigen gilt, wenn es darum geht, ein geeignetes Luftfiltergerät für einen bestimmten Anwendungsfall auszuwählen. Auf diese wird jedoch aufgrund deren Komplexität hier nicht näher eingegangen; die nachfolgenden Messgrössen sollten daher nur verwendet werden, um Luftfiltergeräte gleicher oder sehr ähnlicher Funktionsweisen miteinander zu vergleichen.
Für die Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Luftfiltergeräten gibt es zwei grundsätzliche Kriterien. Zum einen ist das der Abscheidegrad des Gerätes und zum anderen dessen Luftleistung.
Der Abscheidegrad lässt sich am leichtesten vergleichen. Er bezeichnet die Fähigkeit eines Luftfiltergerätes, aus einem Luftstrom* Verunreinigungen zu entfernen. Der Abscheidegrad wird stets in Prozent angegeben. Er bezieht sich immer auf Verunreinigungen einer definierten Grösse.
Beispiel: Ein Luftstrom ist pro Kubikmeter mit 1 Gramm Parikeln im Grössenbereich von 0,3 µm bis 100 µm verunreinigt. Hat ein Luftfiltergerät einen Abscheidegrad von 99% für Partikel in diesem Grössenbereich, ergibt sich für den gefilterten Luftstrom nur noch eine Verunreinigung von 0,01 Gramm pro Kubikmeter. Der gefilterte Luftstrom hat damit, bezogen auf den Grössenbereich der Partikel, einen Reinheitsgrad von 99%.
Abscheidegrad und Reinheitsgrad sind also im Endeffekt gleichbedeutend. Ihr Unterschied liegt lediglich in der Betrachtungsweise: der Abscheidegrad sagt aus, wieviel Schmutzpartikel das Luftfiltergeräte zurückhält, der Reinheitsgrad gibt an, wieviel Schmutzpartikel aus dem Luftstrom entfernt wurden.
Partikel kleiner als 0,3 µm werden im vorangegangenen Beispiel nur zu einem geringen Teil aus dem Luftstrom gefiltert. Diese Partikel sind allerdings so klein, nämlich kleiner als ein dreissigtausendstel Millimeter, dass sie vernachlässigt werden können. Als Stand der Technik gilt, das ein Luftfiltergerät Partikel ab 0,3 µm Grösse abscheiden können sollte.
Das zweite Kriterium für den Vergleich von Luftfiltergeräten ist die Luftleistung. Entgegen der weitverbreiteten Annahme «Luftleistung ist schliesslich Luftleistung» muss bei der Analyse dieser für ein Luftfiltergerät wichtigen Kenngrösse sehr sorgfältig und differenziert vorgegangen werden.
Entscheidend ist nämlich, worauf genau sich die Leistungsangabe bezieht - Luftleistung ist, näher betrachtet, nur der Oberbegriff, unter dem die Luftleistungsdaten, jeweils gemessen in Kubikmetern pro Stunde, zusammengefasst werden.
Für deren jeweilige Aussagekraft entscheidend ist der technische Bezug. Nach diesem sollte sich der Anwender unbedingt bei den Herstellern der Luftfiltergeräte erkundigen, die er an Hand der Luftleistungsdaten vergleichen möchte.
Die Luftleistung oder auch Luftfördermenge kann sich auf verschiedene Faktoren eines Luftfiltergerätes beziehen. Sie ist als generelle Leistungsangabe ungenau, da in ihr nicht eindeutig zum Ausdruck kommt, worauf sie sich bezieht. Ist es z.B. die Luftleistung des Ventilators des Luftfiltergerätes oder des kompletten Luftfiltergerätes selbst, von dem der Ventilator ja nur ein Bauteil ist?
Im allgemeinen wird die Luftleistung verstanden als
Ventilatorleistung:
Die Ventilatorleistung ist die Luftleistung, die der Ventilator eines Luftfiltergerätes frei ansaugend erbringt. «Frei ansaugend» heisst, dass sich im Filtergerät weder Filterelemente befinden, noch das diesem irgendwelches die Ventilatorleistung sonstwie senkendes Zubehör, wie z.B. Rohrleitungen oder Schläuche, vorgeschaltet ist. In der Praxis ist diese Leistungsangabe ohne Belang, weil ja im späteren Einsatz des Luftfiltergerätes diesem nicht nur Filterelemente sondern auch Zubehör vorgeschaltet wird.
Die Ventilatorleistung ist immer höher als die Absaugleistung oder die Luftfördermenge. Sie ist allerdings höchstens für den Konstrukteur eines Luftfiltergerätes wichtig. In der betrieblichen Praxis dürfen Luftfiltergeräte nicht über die Ventilatorleistung verglichen werden - für einen Vergleich ausschlaggebend muss die Absaugleistung oder die Luftförderleistung sein.
Absaugleistung:
Die Absaugleistung ist die Luftmenge, die unmittelbar an der Stelle zur Verfügung steht, an der die verunreinigte Luft abgesaugt wird.
Ein Beispiel: Soll aus einer voll gekapselten Werkzeugmaschine über einen an der Kapselung angebrachten Absaugstutzen ein Aerosol abgesaugt werden, dann ist die Absaugleistung die Luftmenge, die an diesem Absaugstutzen bei voll geöffneter Regelklappe zur Verfügung steht.
Die Absaugleistung sollte in den allgemeinen technischen Daten eines Luftfiltergerätes als «Absaugleistung des betriebsbereiten, mit allen Filterelementen ausgestatteten Gerätes an dessen Ansaugstutzen» angegeben werden. Als Ansaugstutzen sollte hier der Stutzen gelten, über den die verschmutzte Luft unmittelbar in das Luftfiltergerät gelangt.
Der Ansaugstutzen ist am Luftfiltergerät selbst angebracht. Er ist nicht identisch mit dem Absaugstutzen, der sich nicht am Luftfiltergerät befindet, sondern an der Stelle, an der die verschmutzte Luft abgesaugt wird. Der Ansaug- und der Absaugstutzen sind über Rohrleitungen oder über Schläuche miteinander verbunden.
Bei Luftfilteranlagen, in denen über Rohrleitungen oder Schläuche mehrere Absaugstutzen zusammengefasst sind, ist es möglich, dass die Absaugleistung, was durchaus gewollt sein kann, je Absaugstutzen unterschiedlich ist. Das rührt daher, dass die Art der Ausführung des Rohr- oder Schlauchsystems und dessen Länge Einfluss auf die Absaugleistung am jeweiligen Absaugstutzen hat.
Addiert man die Absaugleistung je Absaugstutzen erhält man die
Luftförderleistung:
Die Luftförderleistung ist die Luftmenge, die von einem mit sämtlichem Zubehör, wie beispielsweise Hauben, Absaugschläuchen usw. ausgestatteten Luftfiltergerät insgesamt tatsächlich erbracht wird.
Die Luftförderleistung im eigentlichen Sinn kann nicht als «Kataloggrösse» in den allgemeinen technischen Daten einer Luftfilteranlage angegeben werden, da das zu installierende Zubehör von Anwendungsfall zu Anwendungsfall wechselt.
Ein weiteres wichtiges Merkmal ist die Filterfläche eines Luftfiltergerätes. Sie hat nicht nur Einfluss auf den Abscheidegrad, sondern vor allem auf die Standzeit der Filterelemente des Gerätes. Die Filterfläche ist die gesamte Oberfläche der Filterelemente eines Luftfiltergerätes, die für die Filtration zur Verfügung steht. Auf ihr lagern sich die Verunreinigungen ab. Je grösser die Filterfläche eines Luftfiltergerätes ist, desto höher ist dessen Standzeit.
Wenn in einem Luftfiltergerät Filterelemente mit unterschiedlichem Abscheidegrad eingesetzt werden, z.B. ein Vorfilter mit niedrigem und ein Hauptfilterelement mit hohem Abscheidegrad, dürfen deren Filterflächen nicht einfach zu einer Gesamtfilterfläche addiert werden. Entscheidend ist die Fläche des Hauptfilterelementes. Diesem vorgeschaltete Filterelemente dienen nur der Entlastung des Hauptfilterelementes.
Die Luftleistung eines Luftfiltergerätes und dessen Filterfläche sind voneinander abhängige Grössen. Vereinfacht gilt folgendes: trifft ein grosser schmutzbefrachteter Luftstrom auf eine kleine Filterfläche, so ist diese schneller gesättigt als wenn derselbe Luftstrom auf eine grössere Filterfläche trifft. Haben daher Luftfiltergeräte mit gleich grosser Absaugleistung unterschiedlich grosse Filterflächen, ist demjenigen der Vorzug zu geben, das die grössere Filterfläche aufweist.
Abschliessend sei gesagt, dass das Vorstehende nicht den Anspruch erhebt, alle Aspekte, die bei der Auswahl eines geeigneten Luftfiltergerätes für einen ganz bestimmten Anwendungsfall wichtig sind, zu berücksichtigen. Nichts kann den fachlichen Rat und die Erfahrung eines Spezialisten ersetzen, der den Anwendungsfall genau geprüft hat.
Die vorstehenden Ausführungen sollen lediglich dazu beitragen, den Dialog zwischen dem Anwender und dem Fachmann zu erleichtern, indem verhindert wird, dass der Anwender «X statt U» versteht, weil Fachbegriffe unterschiedlicher Bedeutung verwendet werden.
* Luftfiltergeräte sind i.d.R. dazu bestimmt, aus einem Luftstrom Aersole oder Partikel zu entfernen. Da Luft im technischen Sinne natürlich ein Gas ist, müsste man eigentlich von Rohgas (verschmutzte Luft) und Reingas (gefilterte Luft) sprechen.
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