Verfahren zur Prüfung von Luftfiltersystemen mit sehr hohen Wirkungsgraden im eingebauten Zustand

Camfil KG

In-situ-Prüfverfahren für Partikel-Luftfilter mit hohem Wirkungs-grad zur Einschränkung der Abgabe von Stoffen an die Umwelt (z. B. bei kerntechnischen Anlagen oder Anlagen, die toxische Aerosole oder biologisches Material enthalten) sind in DIN EN ISO 16170:2017 festgelegt.

Einrichtungen mit Partikelfilter mit hohem Wirkungsgrad werden in großem Maße in Aufbereitungsanlagen für nukleare und toxische Stoffe sowie in Labors eingesetzt, um kritische Stoffe innerhalb der Anlage einzudämmen und ihren Austritt in die Umwelt zu verhindern. Luft und Gase werden dabei dekontaminiert, indem sie durch eine Reihe von Partikel-Luftfilter mit hohem Wirkungsgrad geleitet werden, bevor sie endgültig an die Umgebung abgegeben werden. Das Filtermedium der Filter wirkt als Teil der Sicherheitsbarriere. Da eine Beschädigung im Gebrauch nicht ausgeschlossen ist, ist aus Gründen der Betriebssicherheit eine regelmäßige Überprüfungen der Wirksamkeit der Filter vor Ort durchzuführen.

Die Grundprinzipien von In-situ-Prüfungen eingebauter Filter entsprechen den in EN 1822 und ISO 29463 beschriebenen Prinzipien für Laborprüfungen insofern, als dass bekannte Mengen eines Prüfaerosols in den anströmseitigen Luftstrom der Filtereinrichtung verteilt werden. Es werden Proben des Gehalts an Schwebstoffteilchen in der ungefilterten und gefilterten Luft entnommen und analysiert, um zu ermitteln, ob die Unversehrtheit der Filter beeinträchtigt wurde.

Der Zweck einer In-situ-Prüfung besteht darin, jede nachteilige Veränderung der Filterleistung der Anlage zu erkennen und sie mit dem erwarteten Wirkungsgrad oder Dekontaminationsfaktor zu vergleichen. Eine solche Veränderung könnte durch die Abnutzung einer oder mehrerer Einheiten oder durch ein defektes Abdichtungssystem verursacht worden sein und würde sich durch das Vorhandensein eines Anteils ungefilterten Aerosols im abströmenden Luftstrom zeigen. Die in DIN EN ISO 16170 beschriebenen Prüfverfahren decken andere Anforderungen an Filter, insbesondere zur mechanischen Festigkeit, Berstfestigkeit oder Beständigkeit gegenüber Temperatur und Feuchte nicht ab.

Das in Anhang B beschriebene Referenzverfahren „Filterintegritätsprüfung“ erfordert ein Prüfaerosol feinverteilter Ölpartikel, hauptsächlich im Submikrometerbereich, welches während des Prüfverfahrens stabil und mit anderen Bauteilen der Anlage kompatibel ist. Partikelkonzentrationen werden in Echtzeit durch eine Streulichtmesstechnik gemessen (optische Messwertgeber).

Das in Anhang C beschriebene Referenzverfahren „Prüfung zur Bestimmung des Gesamtwirkungsgrads“ erfordert ein Prüfaerosol aus Partikeln in einem engen Größenbereich um die Partikelgröße im Abscheidegradminimum (MPPS) für HEPA-Filtermedien. Die Konzentration sowohl auf Anström- als auch Abströmseite der Filter wird durch fluorimetrische Analyse der wässrigen Lösung gemessen, die durch Waschen der Membranfilter zur Probenahme gewonnen wird.

DIN EN ISO 16170 schließt jene Anwendungen aus, die bereits durch ISO 14644-3 (Reinräume und zugehörige Reinraumbereiche) abgedeckt sind. Im Falle kerntechnischer Anwendungen ist die Norm auf Anlagen anwendbar, die von ISO 17873 (kerntechnische Einrichtungen mit Ausnahme von Kernreaktoren) und ISO 26802 (Kernreaktoren) erfasst werden.

Im Bereich der Filter für allgemeine Lüftungsanwendungen enthält ISO 29462 eine detaillierte und umfassende Beschreibung eines Verfahrens, welches Abtast- und Partikelzählverfahren anwendet, um die Leistung eines Filters hinsichtlich der Partikelabscheideeffizienz und des Druckverlustes zu beurteilen. Ein derartiges Verfahren und eine solche Durchführung wären bei kerntechnischen Anlagen nicht anwendbar, in welchen eine Quantifizierung des Dekontaminationsfaktors im Bereich der Partikelgröße im Abscheidegradminimum erforderlich ist.

EN ISO 16170 wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 142 „Cleaning equipment for air and other gases“ in Zusammenarbeit mit dem Technischen Komitee CEN/TC 195 „Luftfilter für die allgemeine Raumlufttechnik“ erarbeitet. In Deutschland zuständig ist der deutsche Spiegelausschuss zu ISO/TC 142 und CEN/TC 195, NA 060-09-21 AA im Normenausschuss Maschinenbau (NAM) des DIN. Ansprechperson ist der Referent der Fachabteilung Klima- und Lüftungstechnik im VDMA, Herr Thomas Damm, E-Mail thomas.damm@vdma.org.