Faltenfilter

FALTENFILTER

Plissierte Partikelfilter, auch bezeichnet als Kassettenfilter, Panelfilter, Rahmenfilter oder Filterzellen, die durch Faltung von Flachfiltermedien hergestellt werden, sind eine etablierte Bauform. Durch die annähernd dreieckig oder rechteckig geformten Falten wird die Filtrationsfläche vergrößert und damit das i. d. R. limitierte Platzangebot in Luftreinigungsanlagen und Raumluftfiltern optimal ausgenutzt. Bei der Entwicklung und Auslegung plissierter Filter muss immer ein Kompromiss eingegangen werden zwischen der Realisierung eines an die Filtrationsaufgabe angepassten großen Abscheidegrads und einem möglichst niedrigen Differenzdruck, um einerseits die anvisierte Partikel­konzentration auf der Reinluftseite zu erreichen (großer Abscheidegrad) und andererseits die Betriebskosten zu minimieren (kleiner Differenz­druck).

Die Höhe der Falten ist beispielweise durch die anvisierte Anwendung und die dort üblichen Filterelementtiefen vorgegeben, z. B. 25 mm, 48 mm und 96 mm für Kompakt­klimageräte in Niedrigenergiewohnhäusern bis hin zu RLT-Anlagen in Gebäudekomplexen. Die Anzahl der Falten pro Längeneinheit muss dagegen für jedes Flachfiltermedium unter Berücksichtigung der mechanischen, physikalischen und elektro­statischen Eigenschaften des Filtermediums sowie der Strömungs­geschwindigkeit vor dem Filterelement ermittelt werden. Dafür ist ein umfassendes Fachwissen über aerosoldynamische Vorgänge in Filtrations­prozessen notwendig, um die in der Literatur beschriebenen Ergebnisse entsprechend auswerten und in eine konkrete Faltenanzahl pro Längeneinheit umsetzen zu können. Dieses Fachwissen ist bei den großen Filterherstellern, die die vollständige Herstellungskette von der Medienproduktion bis zum Vertrieb des Endproduktes abbilden, i. d. R. vorhanden und wird u. a. durch numerische Modellierungen mit CFD-Programmen angewendet.

Im Gegensatz dazu greifen mittelständisch geprägte Medienhersteller und Konfektionäre auf ihr Praxiswissen zurück. Um jedoch schneller wechselnde Kundenanforderungen mit umfangreicheren Medien­sortimenten bedienen zu können, ist ebenfalls eine schnellere Anpassung der Parameter zur Plissierung notwendig, insbesondere auch für neue Filtermedien, für die noch kein Praxiswissen zur optimalen Faltung vorliegt. Mittelständisch geprägte Medienhersteller und Konfektionäre stoßen dadurch an ihre Grenzen. Das vorliegende Projekt adressiert daher insbesondere die kleinen und mittelständischen Unternehmen, die Teilaufgaben innerhalb der Herstellungs­kette „Faltenfilter“ übernehmen, wie z. B. Plissierung, Rahmung und Vertrieb auf Basis von eingekauften Medien. Um die zeit- und kostenintensiven Versuche und Prüfungen zur Auslegung von plissierten Filtern zu minimieren, fehlte bisher ein wissenschaftlich basiertes und insbesondere praxisgerechtes Kompendium. Mit Hilfe des Kompendiums sollen mittelständisch geprägte Medien­hersteller und Konfektionäre in die Lage versetzt werden, anhand der bekannten Eigenschaften der Flach­filtermedien und der anvisierten Anwendung die Auslegung energieeffizienter plissierter Filter auf möglichst schnelle und kostengünstige Art und Weise durchzuführen. Die erste Version des entwickelten Kompendiums ist daher als einfach handhabbare Tabellenkalkulation ausgeführt. Die Implementierung auf einer Internetseite ist ebenfalls denkbar.

Energieeffiziente Faltenfilter besitzen aufgrund des kostengünstigeren und umwelt­schonenderen Betriebs eindeutige Vorteile bei der Vermarktung. Auch Medienhersteller profitieren vom vorliegenden Projekt durch die Möglichkeit ihre Filtermedien bzgl. des geplanten Einsatzes als Kassetten­filter bewerten und entsprechend bewerben zu können.

Abb. 1: Differenzdruck von Faltenfilterelementen als Funktion der Faltenanzahl pro 100 mm für idealisierte Faltenformen (nach Sachbericht „Beschleunigte Entwicklung energieeffizienter Faltenfilter“, Förderkennzeichen 49VF200076.).