AiF-FV-Nummer 21330 N
Einfluss der lokalen Außenluftqualität und der empfohlenen RLT-Feinstaubfilter auf die Zuluftqualität während des Realbetriebs
Status & Laufzeit
Abgeschlossen: 01.10.2020 bis 30.06.2023
Forschungsstellen
Universität Duisburg-Essen
Institut für Verbrennung und Gasdynamik
Nanopartikel Prozesstechnik
Lotharstr. 1, 47057 Duisburg
http://www.nppt.de
(Forschungsstelle 1)
Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V. (IUTA)
Bliersheimer Str. 58-60, 47229 Duisburg
(Forschungsstelle 2)
Zusammenfassung
Im Vorgängerprojekt wurden verschiedene Aspekte der DIN EN ISO 16890 untersucht: Der Einfluss unterschiedlicher Verteilungsfunktionen auf die Filterklasse, und die Entladung der Filtermedien im Isopropanol-Bad im Vergleich zur Entladung im IPA- Dampf. Durch die rege Diskussion mit den Mitgliedern des PA ergaben sich weitere Fragestellungen, die in diesem Projekt beantwortet werden konnten:
Die Messergebnisse ergaben, dass die geforderte Zuluftqualität im untersuchten Hörsaal sowie bei den Messungen am IUTA beim Einsatz der empfohlenen Filtertypen durchweg erreicht wird. Ein getesteter Filtertyp erfüllte die Anforderungen an die Filtereffizienz nicht über die Versuchsdauer von drei Monaten aufgrund der deutlich nachlassenden Elektretwirkung. Die erzielten Innenraumluftqualitäten sind stark von der spezifischen Belastung (d. h. bspw. Anzahl der Personen im Hörsaal und der Zuluftführung) abhängig.
Mit Hilfe der Langzeitversuche konnte gezeigt werden, welche Zuluftqualitäten bei Einsatz der empfohlenen Filterklassen tatsächlich erreicht werden. Die Projektergebnisse geben den Filterherstellern und Ausrüstern von RLT-Anlagen Anhaltspunkte darüber, ob die eingesetzten Filter die Anforderungen an die PMx-Abscheideleistung nach einer längeren Betriebszeit noch erfüllen werden.
Es zeigte sich des Weiteren, dass es im Allgemeinen nicht notwendig ist, die Feinstaubfilter gemäß DIN EN ISO 16890-3 zu testen. Mit den Ergebnissen lässt sich der Druckverlustanstieg innerhalb der vorgesehenen Betriebszeit von bis zu 2 Jahren nicht abschätzen.
Es wurden ferner Alternativen zur Entladungsmethode nach DIN EN ISO 16890-4 getestet und insbesondere an Kombifiltermedien und kleineren Kombifiltern angewendet. Die Ergebnisse dieser Versuchsreihen sind unmittelbar in die neuen Norm DIN 71460-4 eingeflossen. Die Durchführung der Entladung bei Taschenfiltern mit Aktivkohle konnte in der Konditionskammer umgesetzt werden. Bei Kassettenfiltern war die Konditionierung nur mit Unterbrechungen und Wiederauffüllen des Isopropanol-vorrats möglich, da das IPA von der Aktivkohle vollständig adsorbiert wurde.
Es wurde gezeigt, dass eine Lagerung von Kassetten- und Taschenfilter mit Aktivkohle keinen erkennbaren Einfluss auf die Elektreteigenschaften der Filterelemente hat. Die Unterschiede in den Fraktionsabscheidegradkurven sind vermutlich auf die unterschiedlichen Versuchsbedingungen wie Temperatur und relative Luftfeuchte bei der Konditionierung zurückzuführen. Möglicherweise müssten diese Vorgaben für Aktivkohlefilter strenger gefasst werden.
Mittels der empirischen Ansätze auf Basis des Einzelfaserabscheidegrades konnten Druckverlust und Fraktionsabscheidegrad von Filtermedien mit Zwischenschichten geringerer Porosität berechnet werden. Mit dem verwendeten Modell können schnell und einfach Parameterstudien durchgeführt werden. Die Ergebnisse dieser theoretischen Untersuchungen zeigen, ob eine Änderung des Faserdurchmessers oder der –verteilung eine Verbesserung des Fraktionsabscheidegrads bzw. eine Verringerung des Druckverlusts ergibt und können somit Herstellern Hinweise für ihre Filter(medien)entwicklung geben.
Die erarbeiteten Projektergebnisse können in wissenschaftlich-technischer Hinsicht genutzt werden, um Prüfprozeduren im Rahmen der Filterprüfung zu verbessern und diesbezüglich bestehende Normen weiterzuentwickeln.
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist erreicht worden.
Der Schlussbericht des Vorhabens kann über das Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM) e. V. bezogen werden (Postanschrift: Lyoner Str. 18, 60528 Frankfurt am Main, E-Mail: info@fkm-net.de, Tel.: +49 69 6603 1352).
Förderhinweis
Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM) e. V. wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und –entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.