HEPA-Filter

Ein Hochleistungspartikelfilter (HEPA-Filter) wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, um Partikel aus der Luft zu entfernen, die ihn durchströmt.

Abbildung: HEPA-Filter

Ein HEPA-Filter fängt mindestens 99,97 % der Schadstoffe mit einer Größe von 0,3 Mikrometern ab. Die Partikel werden durch eine Kombination der folgenden Mechanismen (wie in der Abbildung oben dargestellt) in den Fasern des Filters festgehalten:

HEPA-Filter bestehen aus einer Matte aus zufällig angeordneten Fasern. Die wichtigsten Faktoren, die die Funktion beeinflussen, sind die Dichte und der Durchmesser der Fasern sowie die Dicke des Filters. Der Luftraum zwischen den HEPA-Filterfasern ist viel größer als 0,3 μm. Die gängige Annahme, dass ein HEPA-Filter wie ein Sieb funktioniert, durch das Partikel, die kleiner als die größte Öffnung sind, hindurchgehen können, ist falsch. Die Partikel werden durch eine Kombination der folgenden Mechanismen (wie in der Abbildung oben dargestellt) in der Faser des Filters gefangen:

• Abfangen, wobei Partikel, die einer Strömungslinie im Luftstrom folgen, in den Radius einer Faser kommen und an ihr haften bleiben.

• Impaktion, bei der größere Partikel nicht in der Lage sind, den Fasern auszuweichen, indem sie den gekrümmten Konturen des Luftstroms folgen, und gezwungen sind, sich direkt in eine der Fasern einzubetten; dieser Effekt verstärkt sich mit abnehmendem Faserabstand und höherer Luftstromgeschwindigkeit.

• Diffusion, ein verstärkender Mechanismus, der durch den Zusammenstoß der kleinsten Partikel, insbesondere derjenigen mit einem Durchmesser unter 0,1 µm, mit Gasmolekülen entsteht. Diese werden dadurch auf ihrem Weg durch den Filter behindert und verzögert; dieses Verhalten ähnelt der Brownschen Bewegung und erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass ein Partikel durch einen der beiden oben genannten Mechanismen aufgehalten wird; es wird bei niedrigeren Luftströmungsgeschwindigkeiten dominant.