Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Untersuchung der Einsatzmöglichkeiten von Elektrofiltern in der Raumlufttechnik unter besonderer Berücksichtigung der Energieeffizienz

Elektrofilter werden zur Abscheidung von Stäuben aus großen Gasströmen wie z. B. bei der Rauchgasreinigung in Kraftwerken, Stahlwerken oder Müllverbrennungsanlagen verwendet. Des Weiteren kommen E-Filter in der metallverarbeitenden Industrie, in der Abscheidung von Kühlschmierstoffen oder in der Textilindustrie zum Einsatz. In der allgemeinen Raumlufttechnik hingegen werden Elektrofilter bisher lediglich in Sonderanwendungen verwendet, hier werden zur Aufbereitung der Luft in der Regel Tiefenfilter eingesetzt, die nach den Vorgaben der VDI 6022 ausgewählt werden.

Im Gegensatz zu Tiefenfiltern können Elektrofilter bei einem geringen Druckverlust hohe Abscheideleistungen auch bei Partikeln mit einer Größe von < 1 µm erzielen. Neben dem Druckverlust ist jedoch der elektrische Energieverbrauch Elektrofilters zu berücksichtigen. Somit können sich je nach Verwendung in der allgemeine Raumlufttechnik Energieeinsparpotenziale ergeben. Vor dem Hintergrund des stetig wachsenden Anteils von Niedrigenergiehäusern könnte ein Elektrofilter ein weiterer Schritt in Richtung der energieeffizienten Lüftungsanlagen sein. Zusätzlich stellt sich auch in der industriellen Anwendung die Frage der Energieeffizienz.

In diesem Forschungsvorhaben werden herkömmliche Elektrofilter in Anlehnung an die Norm „Luftfilter für die allgemeine Raumlufttechnik“ ISO 16890 getestet. Auf Grundlage der experimentellen Ergebnisse sowie einer CFD-Simulation wird ein für die Raumlufttechnik optimierter Elektrofilter entwickelt. Der entwickelte Elektrofilter wird anschließend in das europäische Energieeffizienz-Klassifizierungssystem von Eurovent eingruppiert, womit den Unternehmen die Möglichkeit einer gezielten Beratung ihrer Kunden erleichtert wird. Durch die in diesem Forschungsvorhaben gewonnenen Erkenntnisse wird die Wettbewerbsfähigkeit insbesondere kleiner und mittlerer Filterhersteller gesteigert, da Sie in diesen vielversprechenden neuen Markt frühzeitig einsteigen können.

Ergebniszusammenfassung:

Im Forschungsprojekt wurden die Einsatzmöglichkeiten von Elektrofiltern in der allgemeinen Raumlufttechnik als Alternative zu bislang genutzten Tiefenfiltern getestet und bewertet. Dies betraf die Leistungscharakteristika, Sicherheitsaspekte sowie die Betriebskosten (sowohl Energiebedarf als auch Wartungs-/Instandhaltungs- und evtl. Entsorgungskosten). Außerdem wurde ein Vergleich der Filtereffizienz zwischen Labormessergebnissen mit Testaerosolen (DEHS, KCl und A2) und experimentellen Untersuchungen mit natürlichem Aerosol durchgeführt.

Die Ergebnisse dieser experimentellen Untersuchungen geben Hinweise, wie normative Laborprüfungen für Elektrofilter in der Raumlufttechnik aussehen könnten. Es werden Änderungen und Ergänzungen aufgezeigt, wenn eine vollständige Prüfung nach DIN EN ISO 16890 nicht umsetzbar ist. Ferner wurde überprüft, ob das Betriebsverhalten von Elektrofiltern in RLT-Anlagen durch diese normativen Prüfungen adäquat abgebildet werden kann.

Die hohe Effizienz der Elektrofilter im Partikelgrößenbereich von 0,1 µm bis 0,2 µm zeigte sich auch unter raumlufttechnischen Bedingungen. Die Ozonfreisetzung war für die getesteten Elektrofilter sehr gering; auf einen zusätzlichen Aktivkohlefilter konnte deshalb verzichtet werden. Der gemessene Druckverlust und damit der Jahresenergieverbrauch hängt ganz maßgeblich von den verwendeten metallischen Vor- und Nachfiltern ab. Ob für die RLT-Anwendung ggf. auch ein Grobstaubfilter ausreichen würde, wurde nicht untersucht. Bei den hohen Investitionskosten und den zusätzlichen Umbaukosten zur Integration der Elektrofilter in bestehende raumlufttechnische Anlagen bleibt der Einsatz eher auf Sonderprobleme beschränkt.

Die erarbeiteten Projektergebnisse können in wissenschaftlich-technischer Hinsicht genutzt werden, um Prüfprozeduren im Rahmen der Filterprüfung zu verbessern und diesbezüglich bestehende Normen weiterzuentwickeln.