Wie wirksam sind Luftreiniger mit HEPA-Filtern?

Was ist ein Luftreiniger mit Filtern?

Ein Luftreiniger mit Filtern ist ein Gerät, das Luftverschmutzung (sowohl im Haushalt als auch beruflich) eliminieren soll. Der HEPA-Filter ist normalerweise die Hauptkomponente, erfordert jedoch einen Vorfilter, um zu verhindern, dass er zu schnell verstopft und blockiert wird.

Luftreiniger-Hersteller tendieren dazu, verschiedene Filter mit unterschiedlichen Technologien hinzuzufügen, um den Eindruck von Innovation und Effizienz zu vermitteln und Kunden anzulocken...

Ein Luftreiniger hat daher in der Regel mehrere Filter, die das Luftvolumen sukzessive durchlaufen. Die häufigsten Filtrationsstufen sind:

• Der Vorfilter stoppt Staubpartikel, die größer als zehn oder sogar hundert Mikrometer sind.
• Der HEPA-Filter, der für High-Efficiency Particulate Air steht, filtert theoretisch mindestens 99,95% der Feinstpartikel.
• Der Aktivkohlefilter erfasst gasförmige Schadstoffe wie flüchtige organische Verbindungen (VOCs) und unangenehme Gerüche.
• Die Ultraviolett-C-Lampen reduzieren die Konzentration von luftgetragenen Krankheitserregern wie Bakterien, Schimmel und Pilzen.
• Der elektrostatische Filter beseitigt effektiv schwebenden Pollen, Staub und Rauch, unabhängig von ihrer Größe.
• Der Ionisator beschleunigt die Beseitigung aller Partikelschadstoffe.

Wie kommunizieren HEPA-Luftreiniger-Hersteller die Filtereffizienz?

Das Wort "HEPA" wird Verbrauchern oft als Garantie für Effizienz präsentiert. Es ist stark reguliert und wird an Filter verliehen, die strenge Filterkriterien erfüllen, die in der EN 1822 Norm definiert sind.

Diese Norm misst zuerst die MPPS ("Most Penetrating Particle Size", d.h. die Partikelgröße, bei der der Filter am wenigsten effektiv ist) und stellt dann sicher, dass eine hohe Filtrationsrate an allen Punkten des Filters vorhanden ist.

Es gibt zwei Stufen der HEPA-Filtration (H13 und H14) mit Gesamtfiltrationsraten von 99,95% bzw. 99,995%. Diese Tests werden an neuen Filtern durchgeführt, was Umgehungen ermöglicht, wie wir unten erklären werden.

In der Praxis erfasst diese Filtrationsstufe das gesamte Spektrum der partikulären Schadstoffe (nicht gasförmig), die in der Luft vorhanden sind.

Zu beachten ist, dass diese Tests zwar sehr anspruchsvoll sind, aber nicht die Gesamtwirksamkeit des Reinigers messen, weder bei Neukauf noch unter realen Bedingungen. Lesen Sie weiter, um es besser zu verstehen!

Luftreiniger mit HEPA-Filtern: Welche Faktoren beeinträchtigen ihre Wirksamkeit unter realen Bedingungen?

Zunächst gibt es Lecks zwischen dem Filter und seinem Gehäuse sowie zwischen dem Gehäuse und dem Luftreiniger selbst. In der Praxis ist der Wirkungsgrad eines Luftreinigers oft niedriger. Die Luft findet den geringsten Spalt zwischen dem Filter und dem Gerät (um nicht durch die dicht gepackten HEPA-Filterfasern zu gehen, die einen hohen "Druckabfall" zwischen dem Ein- und Auslass des Filters erzeugen). Daher hängt die Effizienz eines Luftreinigers stark davon ab, wie der HEPA-Filter integriert ist. Aber die Hersteller kommunizieren im Allgemeinen nur über die Filtereffizienz, nicht über das gesamte Gerät!

Zweitens ist die Luftgeschwindigkeit, die durch den Filter strömt, ein weiterer Faktor: Die Filtereffizienz wird unter bestimmten Geschwindigkeitsbedingungen getestet. Wenn der Filter in einem Gerät verwendet wird, das höhere Geschwindigkeiten zulässt, sinkt die Filtrationsrate oft. Das passiert auch, wenn die Luftströmung nicht gleichmäßig über die Oberfläche des Filters verteilt ist. An einigen Stellen strömt die Luft schneller, und der Filter verliert an Effizienz. Auch die Temperatur und Luftfeuchtigkeit können die Leistung des Filters beeinträchtigen.

Um die bei EN 1822-Tests gemessene Effizienz zu erhöhen, verwenden einige HEPA-Filter eine elektrostatische Behandlung (genannt "Elektrete"), die nach einigen Stunden oder Tagen Gebrauch verschwindet. [2] Der Rückgang der Filtrationsrate im Laufe der Zeit kann sehr hoch sein. Eine deutsche Studie über die CADR eines Luftreinigers unter realen Bedingungen berichtet von einem vierfachen Rückgang der Effizienz des Luftreinigers, je nachdem, ob der Filter neu ist oder seine elektrostatische Behandlung verloren hat! [3]

Und am wichtigsten ist, dass die Effizienz eines Luftreinigers mit einem HEPA-Filter aufgrund von Verstopfung schnell abnimmt!

Wenn die gefangenen Partikel die Lücken zwischen den HEPA-Filterfasern blockieren, wird der Luftdurchgang zunehmend eingeschränkt und die Luftstromrate des Geräts nimmt signifikant ab, was bedeutet, dass seine Effizienz abnimmt. Eine Studie hat zum Beispiel den Effizienzverlust eines Luftreinigers mit HEPA-Filter im Laufe der Zeit gemessen. Nach 1500 Betriebsstunden (entsprechend zwei Monaten ununterbrochenem Gebrauch) wurde die Effizienz des Luftreinigers bei der Entfernung von Verschmutzungen aus dem ausgestatteten Raum um 50% reduziert! Mit anderen Worten, es ist, als ob das Gerät nach nur wenigen Monaten Gebrauch eine gereinigte Luftstromrate (CADR) halbiert hätte.

Zuletzt ist es wichtig zu bedenken, dass die Verringerung der Luftverschmutzung in realen Bedingungen im Gegensatz zur Vermarktung von Marken, die HEPA-Filtration in ihren Luftreinigern verwenden, nicht auf dem beworbenen Niveau liegt. Zahlreiche wissenschaftliche Studien haben diese tatsächliche Reduktion der Verschmutzung auf einen Wert zwischen etwa 45% und 85% für Geräte mit neuen oder kürzlich ausgetauschten Filtern bewertet.

Weitere Nachteile von Luftreinigern mit HEPA-Filtern

Obwohl der HEPA-Filter der Hauptverursacher für Wartung und Energieverbrauch eines damit ausgestatteten Luftreinigers ist, erhöht sich durch die Anzahl der damit verbundenen Filter diese Belastung noch weiter. Je mehr Filter, desto lauter, schwerer, schwieriger zu warten und energieintensiver ist der Luftreiniger.

Je nach Gerätetyp und Filterart ist die Wartung eine milde, aber wichtige Operation. Sie hängt eng mit der Umgebungspollution und der Qualität der Vorfilter zusammen. Spezialisten sind sich einig: Wenn der Luftreiniger nicht regelmäßig gewartet wird, verliert er seine Wirksamkeit und kann selbst zur Quelle der Luftverschmutzung werden!

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Hier sind einige Dinge, die Sie über die Wartung von Luftreinigern mit HEPA-Filtern wissen sollten:

• Der Vorfilter muss in der Regel alle 3 bis 4 Wochen gereinigt werden.
• Der in der Regel teure HEPA-Filter muss mindestens einmal im Jahr ausgetauscht werden. Es wird oft empfohlen, ihn alle 3 bis 6 Monate aus den oben genannten Gründen zu wechseln.
• Die Hersteller empfehlen, eine Maske und Handschuhe zu tragen, wenn Filter gewechselt werden und nach dem Wechsel gründlich die Hände zu waschen. Schadstoffe breiten sich sehr leicht aus. Es wird dringend empfohlen, dass Personen, die empfindlich auf Allergene reagieren und Asthmatiker, Filter nicht handhaben sollten.

Luftreiniger mit HEPA-Filtern sind effektiv, erfordern jedoch eine anspruchsvolle und kostspielige Wartung, um im Laufe der Zeit wirksam zu bleiben, eine Wartung, die im täglichen Leben oft eine Herausforderung darstellt.

Luftreiniger mit HEPA-Filtern erfordern aufgrund des durch die Filter verursachten Widerstands auch eine hohe Energieaufnahme, da der Lüfter mehr Energie benötigt, um die Luft durch den Filter zu befördern. Eine elektrische Leistung von 50 W ist ziemlich üblich und kann für die leistungsstärksten Geräte sogar 100 W erreichen. Der jährliche Stromverbrauch kann daher je nach Verwendung des Geräts mehrere hundert kWh pro Jahr ausmachen, da es wünschenswert ist, es das ganze Jahr über zu betreiben, um die Exposition gegenüber Luftschadstoffen effektiv zu reduzieren.

HEPA-Filter haben tatsächlich eine negative Umweltbilanz aufgrund ihrer Herstellung. Diese Filter bestehen oft aus synthetischen Materialien (Kunststoff oder Glasfaser), die selten recycelbar sind. [5] Einige Hersteller bieten recycelbare oder biologisch abbaubare HEPA-Filter aus Materialien wie Papier an. Allerdings werden verwendete HEPA-Filter als gefährlicher Abfall betrachtet: sie enthalten potenziell giftige Materialien (insbesondere Glasfaser, die am häufigsten in diesen Filtern verwendet wird und als krebserregend eingestuft ist).

Andere Hersteller bieten eine Reihe von effizienten, benutzerfreundlichen und umweltfreundlichen Geräten an. Dies ist insbesondere bei TEQOYA-Luftreinigern, Ionisatoren und E-Filtern der Fall. Die e-filtration Technologie verbessert die Luftqualität in Innenräumen und eliminiert Staubmilben und andere Allergene, die Asthma und andere Atemwegserkrankungen verursachen können.

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Quellen

[1] Association Asthme et allergies. “Des Faits et chiffres pour comprendre l'allergie”.

[2] Que Choisir. “Purificateurs d'air - Des résultats mitigés”.

[3] Taiwan Association for Aerosol Research. “Testing of an Indoor Air Cleaner for Particulate Pollutants under Realistic Conditions in an Office Room”. AAQR-19-01-OA-0029_

[4] Smart Air Filters. “HEPA Filter Longevity Test: Day 200”.

[5] Sanalife. “What Are HEPA Filters And How Do They Work?”

[6] Science Direct. “Particle removal effectiveness of portable air purifiers in aged-care centers and the impact on the health of older people”.

[7] Wiley Online Library. “Health benefit/burden, PM2.5 removal effectiveness, and power consumption based comparison of common residential air-cleaning technologies in the United States”.

[8] Science Direct. “The effect of air purifiers on the reduction in indoor PM2.5 concentrations and population health improvement”.