Wie funktioniert eigentlich ein HEPA-Filter?

Jeder wirbt damit, aber fast kein Käufer weiß genau was ein HEPA-Filter genau ist und warum er für so gute Luftreiniger und Filtergeräte ist, so wichtig ist. Genannte Filter erreichen durch das geschickte Anwenden von physikalischen Eigenschaften einen besonders hohen Abscheidegrad und sorgen mit diesen für ein zuverlässiges Ergebnis. Indem man sich die folgenden Abläufe zu Nutze macht, erreichen HEPA-Filter inzwischen sogar einen Abscheidegrad von 99,995%.

Trägheitseffekt

Da die Fasern im inneren des HEPA-Filters nicht systematisch angeordnet sind, fließt die Luft nicht geradlinig hindurch und sie muss sich ihren Weg durch das Faden-Labyrinth des Filterstoffs bahnen. Partikel besitzen aufgrund ihrer Masse eine bestimmte Trägheit. Kann ein solches aufgrund seiner Masse der Bewegung des Luftstroms nicht folgen, driftet dieses ab und wird vom Filter abgefangen.

Erklärung am Beispiel Auto:

Wenn man mit einem Auto zu schnell um eine Kurve fährt, gelingt es einem nicht die Kurve zu fahren und das Gewicht des Autos schiebt das Auto weiter geradeaus. Genau so verhalten sich Partikel im HEPA-Filter. Die Fasern im Filter sind zufällig angeordnet, wodurch sich die Richtung des Luftstroms dauerhaft ändert und somit „Kurven“ erzeugt. Umso schneller sich die Partikel bewegen, umso leichter werden diese aufgefangen.

Sperreffekt

Kleinere Partikel neigen dazu, Luftströmen zu folgen, die sehr nahe an der Faser vorbeiführen. Oftmals schmiegen sich diese so nah am Filtermaterial an, das der Durchmesser des Partikels größer ist, als die Entfernung des Luftstroms zur Faser.

Erklärung an einem Beispiel:

Man fährt auf der Autobahn auf der linken Spur durch ein Baustelle. Bei einem gekennzeichneten Spurenwechsel wird auf die Maximalbreite hingewiesen. Befinden sich nun auf der anderen ein breites Fahrzeug, so wird es oftmals schwer vorbeizukommen und da Partikel keine Bremse besitzen, würden diese mit dem Fahrzeug kollidieren.

Diffusionseffekt

Kleinste Partikel (<1 µm) folgen keinen Strömungen und werden durch das Zusammenstoßen mit den Molekülen in der Luft in Schwingung versetzt. Diese bleiben dann bei Kontakt mit den Medienfasern haften. Mit der steigenden Partikelgröße und einer zunehmenden Anströmgeschwindigkeit an die Fasern, nimmt die Wahrscheinlichkeit, dass die Partikel an einer Faser haften bleiben, ab.

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