Energieeffiziente Filtersysteme. So senken Sie den Energieverbrauch Ihrer Anlage

Transkript

1 Energieeffiziente Filtersysteme So senken Sie den Energieverbrauch Ihrer Anlage

2 Energieverbrauch senken aber wie? Steigende Energiekosten und die Notwendigkeit zur Reduktion von CO 2 - Emissionen rücken den Energieverbrauch von raumlufttechnischen (RLT-)Anlagen zunehmend in den Fokus. Das effektive Zusammenspiel von energieeffizienten Filtern und geregelten Ventilatoren senkt den Energieverbrauch und spart Kosten: Energieeffiziente Luftfilter mit einem hohen Staubspeichervermögen und niedrigem Druckdifferenzverlauf sorgen für einen geringen Strömungswiderstand in RLT-Anlagen. Niedriger Energieverbrauch Geregelte Ventilatoren passen ihren Energieverbrauch an den Strömungswiderstand im System an.

3 Ein Ventilator verwandelt elektrische Energie in mechanische Energie, um Luft durch die Anlage zu transportieren. Je höher die Strömungswiderstände (Druckdifferenzen) von Bauteilen wie Luftfilter, Heizregister etc. sind, desto mehr Energie wird zur Erzeugung des gewünschten Volumenstroms benötigt. Durch die zunehmende Partikeleinlagerung steigt die Druckdifferenz der Luftfilter, wodurch der Ventilator mehr Energie benötigt. Anlagen mit Ventilatoren, die nicht geregelt sind, müssen auf die maximale Druckdifferenz ausgelegt werden und haben daher einen konstant hohen Energieverbrauch. Frequenzgeregelte Ventilatoren passen sich Strömungswiderständen im Luftfiltersystem an und verbrauchen nur so viel Energie, wie sie zum Überwinden der in dem Moment bestehenden Druckdifferenzen benötigen. Bei frequenzgeregelten Ventilatoren ist der Einsatz von energetisch günstigen Luftfiltern mit einem niedrigen Druckdifferenzanstieg besonders sinnvoll.

4 Die Druckdifferenz entscheidet Der Energiebedarf eines Luftfilters kann grafisch verdeutlicht werden, wenn man seinen Druckdifferenzverlauf über den Einsatzzeitraum aufträgt. Druckdifferenzverlauf eines Luftfilters im Einsatz Druckdifferenz Enddruckdifferenz Filterwechsel Einsatzzeit Äquivalent des Energieverbrauchs des Luftfilters Wenn man zwei Filter mit unterschiedlichem Druckdifferenzverlauf vergleicht, wird die mögliche Energieeinsparung an der Differenz der beiden Flächen unterhalb der Kurven erkennbar. Wie die folgende Abbildung zeigt, ist hier weniger die Druckdifferenz am Anfang entscheidend, sondern deren Entwicklung über die Zeit.

5 Druckdifferenzverlauf zwei Filter im Vergleich Druckdifferenz Enddruckdifferenz Standzeitreserve Δp-Verlauf Filter A Δp-Verlauf Filter B Filterwechsel Äquivalent der Energie einsparung bei Einsatz von Filter A Äquivalent der Energie einsparung bei Einsatz von Filter B Einsatzzeit Nur wenige Filterhersteller veröffentlichen Angaben zum Druckdifferenzverlauf auf ihren Datenblättern, was einen Filtervergleich in Bezug auf die Energiebilanz deutlich erschwert. Um daher Anlagenbetreibern die Auswahl energieeffizienter Filter zu erleichtern, hat EUROVENT die Richtlinie 4/11 erarbeitet. Energieeffiziente Luftfilter erkennen Sie an einem niedrigen Druckdifferenzverlauf. Fordern Sie daher immer die Filterkenndaten an!

6 EUROVENT 4 / 11 sorgt für Transparenz Wie gut ein Filter im Hinblick auf die Betriebskosten ist, lässt sich mit Hilfe des europäischen Energieeffizienz-Klassifizierungssystems nach EUROVENT 4/11 erkennen. Ermittlung der Energieeffizienzklassen Basis ist der Druckdifferenzverlauf, welcher bei der Prüfung nach EN 779:2012 (bei m3/h) gemessen wird. Aus der über die Staubeinlagerung gemittelten Druckdifferenz kann ein repräsentativer Energieverbrauch / Jahr berechnet werden. Dieser repräsentative Energieverbrauchswert wird für eine Einteilung der Luftfilter in Energieeffizienzklassen herangezogen. Klasseneinteilung gemäß EUROVENT 4 /11 nach den Laborprüfwerten für Filterklasse* G 4 M 5 M 6 MW** MG = 350 g ASHRAE MM = 250 g ASHRAE A kwh kwh kwh B > kwh > kwh > kwh C > kwh > kwh > kwh D > kwh > kwh > kwh E > kwh > kwh > kwh F > kwh > kwh > kwh G > kwh > kwh > kwh *nach EN 779:2012 **Minimaler Wirkungsgrad

7 Für einen energetisch optimalen Betrieb von RLT- Anlagen bei gleichzeitiger Einhaltung der für eine gute Raumluftqualität notwendigen Filtereffizienzen empfehlen wir Luftfilter der Energieeffizienzklassen A bis C. den jährlichen Energieverbrauch F 7 F 8 F 9 35 % 55 % 70 % MM = 100 g ASHRAE kwh kwh kwh > kwh > kwh > kwh > kwh > kwh > kwh > kwh > kwh > kwh > kwh > kwh > kwh > kwh > kwh > kwh > kwh > kwh > kwh

8 Effektives Zusammenspiel senkt den Energieverbrauch Der technische Zusammenhang von Ventilatoren und Luftfiltern wird bei Betrachtung des Anlagen-Kennfeldes deutlich. Im Diagramm sind die Ventilator- Kennlinien konstanter Drehzahl (Frequenz) und die Druckdifferenzkurve der Anlage (Anlagenkennlinie) abgebildet. Die Schnittstelle dieser beiden Linien ergibt den Betriebspunkt ( ), an dem der vom Ventilator bei einer bestimmten Drehzahl erzeugte Volumenstrom abzulesen ist. Bei Verwendung eines geregelten Ventilators in Kombination mit energieeffizienten Filtern (B) kann dieser auf eine geringere Frequenz eingestellt und somit der Energieverbrauch gesenkt werden ( ). Aber auch bei Ventilatoren mit fester Drehzahl kann der Einsatz von Luftfiltern mit niedrigen Druckdifferenzverläufen (B) sinnvoll sein, um den damit erzielbaren höheren Volumenstrom zu nutzen ( ). Anlagen-Kennfeld Druckdifferenz Ventilatorkennlinien Anlagenkennlinien Frequenz (Drehzahl) mit Filter A mit Filter B Betriebspunkt der Anlage mit Filter A Betriebspunkt der Anlage mit Filter B bei konstanter Drehzahl (ohne Regelung) Betriebspunkt der Anlage mit Filter B bei reduzierter Drehzahl (geregelt) V A V B Volumenstrom

9 Check: Woran erkennt man energetisch günstige Filter? Da sich die Filtereigenschaften überlagern können, kann es durchaus sein, dass ein Filter mit geringerer Filterfläche energetisch günstiger ist, als ein Filter mit mehr Filterfläche. Die EUROVENT Richtlinie 4/11 bietet Ihnen eine objektive Orientierung! Energieeffizienzklassen A bis C nach EUROVENT 4/11 Niedriger Druckdifferenzverlauf Große Filterflächen für eine hohe Staubspeicherkapazität Progressiv aufgebautes Filtermedium für eine optimale Tiefenfiltration Strömungsgünstiger Filteraufbau für eine bestmögliche Durchströmung, z. B durch eine V-förmige Faltengeometrie, eigensteife Taschen (bei Taschenfiltern) etc. Jede Anlage hat individuelle Anforderungen! Wir beraten Sie gerne: +49 (0) viledon@freudenberg-filter.com

10 Filterklassifizierungs-Norm EN 779:2012 Erkennen Sie effiziente Grob- und Feinstaubfilter

11 Filtervergleich mithilfe der EN 779:2012 EN 779: 2012 In Europa werden die in lüftungstechnischen Anlagen eingesetzten Grob- und Feinstaubfilter in der Regel über die in der Norm EN 779 Partikel-Luftfilter für die allgemeine Raumlufttechnik beschriebene Klassifizierung spezifiziert. Die EN 779 ist seit April 2012 in einer neuen, überarbeiteten Fassung als Europäische Norm gültig. Die wichtigsten Änderungen im Überblick Einführung von Mindestwirkungsgraden für die Klassen F 7 bis F 9 Behandlung der Medienprobe mit Isopropanol, um elektrostatische Ladungen auf den Fasern zu neutralisieren Umbenennung der Klassen F 5 und F 6 in M 5 und M 6

12 Die Neuerungen der EN 779:2012 im Überblick Bisherige EN 779 Neue EN 779 Grobstaubfilter Feinstaubfilter G 1 G 1 G 2 G 2 G 3 G 3 G4 G 4 F 5 M 5 F 6 M 6 F 7 F 7 F 8 F 8 F 9 F 9 = Neu in der EN 779:2012 Klassifizierung der Standardluftfilter entsprechend der Filtrationsleistung nach DIN EN 779; gemittelt über die Staubbeladung; Enddruckdifferenzen für die Klassifizierung betragen bei Grobstaubfiltern 250 Pa, bei Feinstaubfiltern 450 Pa.

13 Mittlerer Abscheidegrad [ % ] Mittlerer Wirkungsgrad (0,4 μm) [ % ] Mindestwirkungsgrad (0,4 μm; IPA behandelt) [ % ] 50 A m < A m < A m < A m 40 E m < E m < E m < E m < E m 70

14 Klassifizierung von Grobstaubfiltern Klassifizierungsmerkmal: Mittlerer Abscheidegrad (A m ) Filterklasse G 1 bis G 4 Zur Klassifizierung werden Grobstaubfilter mit einem vorgegebenen Prüfstaub (ASHRAE-Staub) beladen und in mehreren Zwischenschritten wird das Gewicht des vom Filter abgeschiedenen Staubes ermittelt. Aus dem Mittelwert der Messergebnisse (A m ) ergibt sich die Filterklasse. Messung der Anfangswerte für p, Wirkungsgrad Beladung mit ASHRAE-Staub in min. 5 Einzelschritten bis Erreichen des End- p Messung von p, Wirkungsgrad, Abscheidegrad Messung der Endwerte für p, Wirkungsgrad, Abscheidegrad Schematischer Prüfablauf nach DIN EN 779 Erstellung Prüfzeugnis Berechnung des mittleren Abscheidegrades und des mittleren Wirkungsgrades

15 Klassifizierung von Feinstaubfiltern Klassifizierungsmerkmal: Mittlerer Wirkungsgrad (E m ) Filterklasse M 5 bis F 9 Mindestwirkungsgrad für F 7 bis F 9* Der Ablauf der Prüfung von Feinstaubfiltern entspricht dem von Grobstaubfiltern. Zur Klassifizierung wird zusätzlich in den Zwischenschritten mit einem Partikelzähler der Wirkungsgrad (E m ) der Filter gegenüber 0,4 µm Partikeln gemessen. Für Filter der Filterklasse F 7 bis F 9 werden außerdem Proben des Filtermediums in flüssiges Isopropanol getaucht und anschließend der Mindestwirkungsgrad (E min ) gemessen. Aus dem Mittelwert der Wirkungsgrade (E m ) des Filters und dem Mindestwirkungsgrad (E min ) des Mediums ergibt sich die Filterklasse. * nach Isopropanol-Behandlung an Medienproben, sofern kein anderer Messwert kleiner ist.

16 Einschränkungen beim Laborprüfverfahren EN 779:2012 ASHRAE-Staub Der eingesetzte synthetische Prüfstaub dient zur Ermittlung von standardisierten Messwerten und entspricht nicht den üblichen Einsatzbedingungen, sodass die Prüfergebnisse nur bedingt auf die individuellen Anwendungen übertragbar sind. Shedding Glasfasertaschenfilter sondern mikroskopisch kleine Faserbruchstücke ab, die unter Verdacht stehen, gesundheitsschädlich zu sein. Dieser sogenannte Shedding -Effekt wird in der EN 779:2012 lediglich erwähnt. Bisher gibt es keine Messverfahren zur Bewertung solcher Effekte. Mindestwirkungsgrad für F 7 bis F 9 Das Prüfverfahren wird lediglich an einer kleinen Medienprobe durchgeführt. Die Güte der Konfektionierung wird nicht berücksichtigt. Behandlung mit Isopropanol Die Behandlung der Medienprobe mit Isopropanol (IPA) kann die Struktur des Filtermediums chemisch angreifen und damit Messwerte verfälschen oder das Filtermedium unbrauchbar für das Prüfverfahren machen. Probe eines organisch-synthetischen Filtermediums während und nach der Behandlung mit Isopropanol.

17 Weitere Normen und Richtlinien, die Sie bei der Wahl der richtigen Luftfilter unterstützen EUROVENT Feinfilterzertifizierung Bei dem internationalen Zertifizierungsprogramm von EUROVENT werden die Leistungsmerkmale von Feinfiltern der Gruppen M und F untersucht. VDI 6022 Die Richtlinie VDI 6022 beinhaltet die Anforderungen der RLT-Anlagen in Planung, Fertigung, Ausführung, Betrieb und Instandhaltung, die sinnvoll oder notwendig sind, um einen hygienischen Betrieb zum Schutz der Menschen sicherzustellen EN 1822:2009 Schwebstofffilter (EPA, HEPA und ULPA) werden in Europa im Hinblick auf Abscheidegrad und Leckfreiheit auf Grundlage der EN 1822:2009 geprüft und klassifiziert, wobei für HEPA- und ULPA-Filter eine Einzelstückprüfung erfolgt. Weitere Informationen finden Sie bei uns auf der Webseite unter: (Luftfiltration Standards und Zertifizierungen)

18 Check: Auf was Sie bei der Wahl von Luftfiltern zusätzlich achten sollten Alle Kriterien erfüllt? Luftfilter sollten nicht nur die vorgegebenen Normen und Standards wie die EN 779:2012 erfüllen. Für einen effizienten Betrieb ihrer Anlage sind noch weitere Kriterien erforderlich: Maßgeschneiderte Filtrationslösungen für Ihre individuellen Anforderungen Längere Filterstandzeiten und sicheres Betriebsverhalten auch unter hohen Anforderungen Hohe Qualitätsstandards und strenge Testreihen zur Sicherung der Qualität Zusätzliche Serviceleistungen wie Filterwechsel und Messungen Service direkt bei Ihnen vor Ort Jede Anlage hat individuelle Anforderungen! Wir beraten Sie gerne: +49 (0) Freudenberg Filtration Technologies SE & Co. KG Weinheim / Deutschland Telefon +49 (0) Fax +49 (0) viledon@freudenberg-filter.com