Die Filter-Testmethoden zur Ermittlung der IS0 16890 Filterklassen sind besonders kompliziert. Daher empfiehlt RECY TECH FILTER den Betreibern sich lediglich nur mit der Entscheidung der Filterklassen-Anwendung auseinander zu setzen. Ansonsten verliert man schnell die Übersicht. Entscheidend ist die Anwendung der Filtermedien, welche der ISO 16890 entsprechen.
Dennoch die nachstehenden Erläuterungen.
Ab dem 1.Juli 2018 ist die ISO 16890 die alleinige international maßgebliche Prüfnorm zur Klassifizierung von Luftfiltern. Sie löst die bisherige Norm EN 779 endgültig ab.
Die neue Norm steht für mehr Transparenz und Praxisnähe. Die Abscheidegrade von Filtern werden anhand von vier Staubklassen in einem breiten Partikelspektrum differenziert bestimmt; die Bewertungsgrößen entsprechen denen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) und den von Umweltbehörden. Die Abscheidegrade werden anhand der anerkannten Feinstaubklassen PM1, PM 2.5 und PM10 bestimmt. Die WHO und auch die europäischen Umweltbehörden ziehen die gleichen Feinstaubklassen heran, um die Außenluftbelastung zu bewerten. Die Definition geht zurück auf den im Jahre 1987 eingeführten National Air Quality Standard for Particulate Matter (kurz PM-Standard) der US-amerikanischen Umweltschutzbehörde EPA (Environmental Protection Agency). Der Fokus verlagerte sich dadurch auf den einatembaren Anteil der Immissionen. Bei PM 2.5 handelt es sich z.B. um Partikel, die einen größenselektierenden Lufteinlass passieren, der für einen aerodynamischen Durchmesser von 2,5 µm eine Abscheidewirksamkeit von 50% aufweist. Es handelt sich dabei um eine äquivalente Partikelgröße, die das Abscheideverhalten eines Partikels aufgrund seiner Trägheit beschreibt. Die Partikelgröße wird dabei durch den aerodynamischen Durchmesser festgelegt. Der aerodynamische Durchmesser ist per Definition der Durchmesser eines kugelförmigen Partikels mit der Diche 1g / cm³, bei dem die Sinkgeschwindigkeit zur umgebenden ruhenden Phase der jeweils zu betrachtenden Partikel entspricht.
Die ISO-Norm teilt die Grob- und Feinstaubfilter nach dem Abscheidevermögen des Filters in vier Gruppen ein. Relevant dabei ist, ob ein Filter in der Lage ist, mehr als 50% der entsprechenden Partikelfraktion abzuscheiden. Ist ein Filter beispielsweise in der Lage, mehr als 50% PM1 Feinstaub abzuscheiden, so wird er als ISO ePM1-Filter eingeteilt. Scheidet ein Filter weniger als 50% PM10 ab, wird dieser nach der neuen ISO-Norm als „ISO Coarse“ bezeichnet.
Bei Messungen gemäß EN 779 wird mit Prüfstaub gem. ASHRAE 52.2 der Wirkungsgrad sowie das Staubspeichervermögen bestimmt. Der ASHRAE Prüfstaub besteht aus 72% ISO 12103-1, A2 Fine Test Dust, 23% Carbon Black (Farbruß) und 5% gemahlenen Baumwollfasern. Dieser Prüfstaub ist umstritten, da dessen spezifisches Gewicht trotz genormter Zusammensetzung je nach Bezugsquelle stark schwanken kann. Mithin können die Messergebnisse in Bezug auf die Staubaufnahmekapazität
schwanken oder sogar gezielt beeinflusst werden.
Das eingesetzte Prüfaerosol DEHS ist für Messungen des submikronen Spektrums hervorragend geeignet. Jedoch lassen sich damit nicht hinreichend hohe Partikelkonzentrationen erzeugen, um auch sinnvoll Effizienzen gegenüber Partikeln im Mikrometerbereich messen zu können. Die EN779:2012 sieht eine elektrostatische Entladung zur Bestimmung der rein mechanischen Filterwirkung als Mindestleistungskriterium (Mindesteffizient M.E. gegenüber 0,4 µm) für Filter der Gruppe F vor. Die Entladung wird gem. EN779:2012 jedoch an einem Filtermedienausschnitt mittels Tauchbad in Isopropanol und nach Trocknungsphase anschließend an einer Flachprobe vollzogen. Es wird demzufolge also nicht der Prüfling sondern nur eine Filtermedienprobe auf die Filtereffizienz im entladenden Zustand getestet.
Bei der ISO 16890 ist A2 Fine Prüfstaub (gem. ISO 12103) zur Bestimmung des Wirkungsgrades (gravimetrisch) vorgesehen. Dieser Prüfstaub besteht zu >97% aus
Siliziumoxid (Quarz) mit anderen Oxiden. Das spezifische Gewicht des Staubes ist deutlich höher als dass des problematischen ASHARE Staubes, welcher bei der
neuen Norm keine Verwendung mehr findet.
Die Effizienz gegenüber Partikeln wird bis 1µm mit DEHS Aerosol gemessen. Für die Messbereiche PM2,5 und PM10 wird zudem KCL-Aerosol verwendet. Somit ist sichergestellt, dass in den Messbereichen von Partikeln >1µm jeweils genügend hohe Partikelkonzentrationen für eine vertrauenswürdige Messung vorhanden sind.
Im Gegensatz zur EN779 wird die elektrostatische Entladung bei der ISO 16890 klar definiert und sieht vor, den vollständigen Prüfling zu entladen. Dies soll nicht mehr mittels eines Tauchbades vollzogen werden, sondern in einer Kammer deren Atmosphäre mit Isopropanol gesättigt ist. Der Prüfling wird für vier Stunden dieser Atmosphäre ausgesetzt, um elektrostatische Ladung im Filtermedium zu vernichten. Somit bezieht sich die vollständige Prüfung, anders als bei der EN779, auf einen entladenen Prüfling und nicht nur auf die Effizienzmessung zur Bestimmung des Mindestabscheidegrades anhand einer Medienprobe.
1, 2,5 und 10 sind die jeweiligen abzuscheidenden Partikelgrößen.
Die EN 779 klassifiziert Luftfilter entsprechend Abscheidegrad gegenüber synthetischem Prüfstaub (ASHRAE) für Grobstaubfilter der Klassengruppe G. Bei Feinstaubfiltern der Klassengruppen M und F wird zudem die Effektivitätszunahme bei der Staubbeladung gegenüber der Partikelgröße 0,4 µm (DEHS) gemessen und gemittelt. Darüber hinaus gilt für Filter der Klassengruppe F ein entsprechender Mindestwirkungsgrad. Für die Ermittlung des Mindestwirkungsgrades wird bei einer Medienprobe die potentielle Elektrostatik mittels IPA Bad entladen um den rein mechanischen Wirkungsgrad im Eingangszustand zu ermitteln. Es wird bei der EN 779 nicht der Prüfling sondern nur eine Medienprobe auf den Mindestabscheidegrad untersucht.
Bei der ISO 16890 ist der Prüfablauf und die Messerhebung bei der Filterprüfung vergleichbar zur EN 779. Jedoch wird die Klassifizierung nicht mittels Effizienzmessung gegenüber einer einzigen Partikelgröße (0,4µm) sondern gegenüber den Feinstaubspektren PMx erhoben. Für die Klassifizierung werden neben der Partikelgrößenverteilung in Roh- und Reingas auch die Fraktionsabscheidegrade (Effizienzwert E) gemäß der ISO 16890 angewendet.
Die Partikelspektren beinhalten jeweils alle gemessenen Partikel deren Größe kleiner oder gleich 1, 2,5, oder 10 µm ist. Die kleinste gemessene Fraktionsgröße ist hierbei 0,3µm.
Die Klassifizierungen gemäß ePMx ergeben sich aus den gemittelten Wirkungsgraden. Diese ergeben sich aus den Einzelwerten (elektrostatisch entladen und geladen).
Für die Bestimmung von Emin(ePM1) und E(ePM1) werden alle Größenklassen von 0,3µm bis einschließlich 1µm herangezogen. Dementsprechend sind die Spektren für PM2,5 und PM10 je 0,3 - 2,5 µm bzw. 0,3 - 10 µm. Für alle Messwerte des Protokolls werden nur die Leistungsdaten des unbestaubten Filtermediums betrachtet. Somit gibt das Klassifizierungmodell der ISO 16890 um Unterschied zur EN 779 nur Anfangswerte an und bewertet diese. Bei der EN 779 wird die Effizienz des Filters bei den Klassengruppen M und F als Mittelwert über die Staubbeladung bis zum Filterwiderstand 450 Pa bei Nennvolumenstrom angegeben. Die ISO 16890 bietet damit keine Informationen zum Verhalten der Effizienz bei Staubbeladung.
Für die Filterprüfprotokolle gem. ISO 16890 sind alle in der Tabelle Klasseneinteilung gem. ISO 16890 aufgeführten Wirkungsgrade mit den Messwerten-E(ePMx) angegeben. Diese sind in Pentaden gerastert. Die Messwerte werden hierfür abgerundet und die Filterklasse ergibt sich aus der entsprechenden Einordnung.
Die eindeutige Klassifizierung der Filter im Geltungsbereich der Norm ist über die Metrik des Prüfprotokolls eindeutig. Es werden die Mittelwerte vom Wirkungsgrad des Prüflings im Lieferzustand sowie im elektrostatisch entladenen Zustand ermittelt und auf die nächstliegende Pentade abgerundet.
Der EN 779 F7 Filter im Beispiel erfüllt die Minimalanforderungen der Klasse ISO ePM1 und kann mit 50% klassifiziert werden. Der Hersteller kann sich entscheiden, den höheren Wert für die ISO ePM2,5 als führendes Leistungskriterium zu wählen. Der F9 Filter hingegen weist eine Effizienz gegenüber PM1 von >50% auf und wird deshalb gem ISO ePM1 klassifiziert. Der G4 Filter mit einem ePM10 Wert von 48% fällt somit in die ISO Coarse Klasse.