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HEPA-Filter kommen unter anderem in Luftreinigungsanlagen oder Industriesaugern zum Einsatz und reinigen die Raumluft im Betrieb oder in Produktionsstätten effektiv von Stäuben und anderen auf Dauer gesundheitsschädlichen Emissionen. Ihre Bezeichnung leitet sich aus dem Englischen „High Efficiency Particular Air“ ab. Der Einsatz von HEPA-Schwebstofffiltern ist in bestimmten Industriezweigen gesetzlicher Mindeststandard, zum Beispiel in der sterilen Produktion. Mit Hilfe von HEPA-Filtern werden selbst feinste, für das menschliche Auge unsichtbare Teilchen, wirksam zurückgehalten und ausgefiltert.

Im Folgenden erläutern wir, wie HEPA-Filter funktionieren und in welche Filterklassen die Abscheider unterschieden werden, um diese möglichst effizient einzusetzen.

Funktion und Aufbau von HEPA-Filtern

Grundlegend bestehen HEPA-Filter aus einem sehr feinmaschigen und mehrschichtigen Gewebe. Darin sind Fasern aus Zellulose, Glasfaser oder synthetischen Materialien verschiedener Stärken unregelmässig angeordnet. Diese Filtermatten sind schichtig angeordnet und werden durch wellige Separatoren getrennt. Der gesamte Filter ist von einem stabilen Rahmen umschlossen.

Schematische Darstellung des Aufbaus eines HEPA-Filters inklusive Beschriftung der einzelnen Bauteile.
Funktionsweise Hepa-Filter

Die besondere Effektivität der HEPA-Filter beruht dabei auf einer Kombination verschiedener physikalischer und mechanischer Faktoren:

  1. Durch den mehrschichtigen Aufbau können grobe Partikel auf Grund des sogenannten Siebeffektes die Gewebestruktur des Filters nicht passieren. Daher werden zum Beispiel auch unterschiedliche Stäube abgeschieden.
  2. Bei Teilchen bis 0,7 µm wird der Trägheitseffekt ausgenutzt: Sie wären theoretisch gross genug, um durch das feinmaschige Netz zu gelangen. Allerdings sind sie zu schwerfällig, um mit dem Luftstrom an den Fasern vorbei geleitet zu werden. Daher bleiben die Partikel an diesen haften.
  3. Der Sperreffekt bewirkt, dass Mikrone von einer Grösse bis zu 0,2 µm aufgrund der Gravitationskraft der Gewebefasern von diesen angezogen werden. Aus diesem Grund verbleiben auch sie im Filter.
  4. Kleinstteilchen, deren Grösse geringer als 0,1 µm ist, folgen dem Diffusionseffekt: Sie bewegen sich in zufälligen Mustern unabhängig vom Luftstrom. Deshalb kollidieren sie leicht mit dem Gewebe und setzen sich daran fest. Ein Beispiel dafür ist Allergien auslösender Milbenkot.

Durch dieses komplexe System können HEPA-Filter aus der Umgebungsluft bis zu 99,995 % aller Stäube und Schwebpartikel aufnehmen. Selbst lungengängige Stoffe wie Asbest und Schimmelsporen lassen sich auf diese Weise filtern.

HEPA-Filter in Industriestaubsaugern – die richtige Filterklasse finden

Bei Industriesaugern ohne Schwebstofffilter können kleinste Partikel wie Pollen und andere Stäube erneut über die Abluft in die Umgebung gelangen und direkt eingeatmet werden. Durch den Einsatz eines HEPA-Filters werden die Partikel im Inneren gebunden und saubere Luft abgeführt. Industriesauger mit HEPA-Filter der Klassen H13 und H14 eignen sich daher für Betriebsbereiche, in denen zum Beispiel toxische Stäube beseitigt werden müssen. Ein Industriestaubsauger reinigt dadurch sogar in geringem Masse die Raumluft.

Wir empfehlen Ihnen bei der Geräteauswahl, die technischen Herstellerangaben zu beachten, um für Ihren Bedarf die passende Klassifikation des Filters ausmachen zu können: Denn in der Europäischen Norm EN 1822-1:2019 sind Schwebstofffilter nach ihrem sogenannten Abscheidegrad klassifiziert. Dabei handelt es sich um die Fähigkeit feinste Partikel zu filtern.

Die folgende Tabelle hilft Ihnen, sich bedarfsgerecht an den HEPA-Filterklassen zu orientieren, die der EU-Norm entsprechen. So können Sie den richtigen Filter für den Industriestaubsauger ausfindig machen:

Filter-GruppeFilter-Klasse nach DIN EN 1822-1:2019Abscheide-grad (Integralwert in MPPS*)Durchlass-grad (Integralwert in MPPS*)Abscheide-grad (Lokalwert in MPPS*)Durchlass-grad (Lokalwert in MPPS*)
EPA: Hochleistungs-partikel-FilterE10
E11
E12
≥ 85
≥ 95
≥ 99,5
≤ 15
≤ 5
≤ 0,5




HEPA: Schwebstoff-FilterH13
H14
≥ 99,95
≥ 99,995
≤ 0,05
≤ 0,005
≥ 99,75
≥ 99,975
≤ 0,25
≤ 0,025
ULPA: Hochleistungs-schwebstoff-FilterU15
U16
U17
≥ 99,9995
≥ 99,99995
≥ 99,99995
≤ 0,0005
≤ 0,00005
≤ 0,000005
≥ 99,9975
≥ 99,99975
≥ 99,999975
≤ 0,0025
≤ 0,00025
≤ 0,000025

*MPPS = Most Penetrating Particle Size (Abscheidegradminimum der mindestens eindringenden Partikelgrösse)

Neben der beschriebenen europäischen Prüfrichtlinie für Schwebstoff-Filter gibt es die weltweit geltende ISO-Norm 29463-1:2017. Sie umfasst neben der EN 1822 Richtlinie weitere internationale Normen, die andere Testmethoden und Standards berücksichtigen, beispielsweise aus den USA oder Japan. Da die ISO 29463 die landesspezifischen Normen ergänzt, behalten diese weiterhin ihre Gültigkeit.

Können HEPA-Filter gereinigt werden?

Sind HEPA-Filter eine Zeitlang in Benutzung, sammeln sich an den Gewebefasern der Schwebstoff-Filter die gefilterten Partikel an. Die Leistung des Filters vermindert sich dadurch im Laufe der Zeit. Bevor Sie in Betracht ziehen, einen Schwebstoff-Filter zu reinigen, ist es unabdingbar die Herstellerinformationen zu lesen, um im Vorfeld Anwendungsfehler zu vermeiden. Denn Hersteller müssen explizit kennzeichnen, wenn ein HEPA-Filter gereinigt und erneut angewendet werden kann.

Generell werden waschbare und nicht waschbare HEPA-Filter unterschieden. Die waschbaren Varianten sind dabei auch für Nass-Trockensauger geeignet. Nicht waschbare HEPA-Filter zur einmaligen Anwendung können hingegen selbst durch einen behutsamen Reinigungsvorgang beschädigt werden. Ihre Filterleistung ist damit deutlich herabgesetzt, nachdem sie gewaschen wurden.

Doch auch ein waschbarer vorschriftsmässig gereinigter HEPA-Filter, erreicht keine 100 prozentige Ausgangsleistung des Neuzustandes mehr. Auch nach einem gründlichen Waschprozess bleiben Verschmutzungen und Partikel im Filtergewebe zurück. Grundsätzlich müssen wiederverwendbare HEPA-Filter ebenfalls nach einer gewissen Benutzungszeit ausgetauscht werden – je nachdem wie stark diese beansprucht wurden.

Wir empfehlen für einen wiederverwendbaren, waschbaren HEPA-Filter bei der Reinigung die folgenden vier Punkte zu beachten:

  1. Grobreinigung

    Verschliessen Sie zu Beginn des Reinigungsvorgangs den Schwebstoff-Filter in eine Plastiktüte, um die darin gebunden Partikel nicht einzuatmen. Befreien Sie den Abscheider nun durch schüttelnde oder klopfende Bewegungen von grobem Schmutz und Partikeln. Führen Sie den gesamten Reinigungsprozess nach Möglichkeit im Freien aus!

  2. Vorbereitung

    Lassen Sie im zweiten Schritt den Filter in der Tüte eine Weile ruhen, bis sich die aufgeschüttelten Partikel abgesetzt haben. Danach sollten Sie den Filter vorsichtig entnehmen, um die Stäube nicht erneut aufzuwirbeln.

  3. Waschen

    Als nächstes kann der Filter unter laufendem Wasser abgespült werden. Beachten Sie vor dem Einsatz von Reinigungsmitteln unbedingt die Herstellerangaben! Auch sollten Hilfsmittel wie Bürsten mit Vorsicht angewendet werden, um den HEPA-Filter nicht zu beschädigen.

  4. Trocknen

    Im letzten vierten Schritt wird der HEPA-Filter sorgfältig getrocknet. Vergewissern Sie sich, dass der Filter komplett abgetrocknet ist, bevor sie diesen erneut einsetzen. Denn verbleibende Restfeuchte bildet eine ideale Grundlage für Schimmel.

Welche Richtlinien zur Arbeitssicherheit für HEPA-Filter gelten?

In der Luftreinhalte-Verordnung (LRV) wird definiert, welche Grenzwerte für unterschiedliche Substanzen und Partikel gelten. So soll im Umgang mit Schwebstoffen sowie dem Einsatz von u. a. HEPA-Filtern zur Arbeitssicherheit beigetragen werden.

Die angegebenen Bestimmungen und Hinweise regeln alle notwendigen luftreinigenden Massnahmen für Betriebe, Industrie und Werkstätten. Zudem finden sich in der LRV wichtige Informationen zum Umgang sowie zu Grenzwerten von bestimmten Stoffen, die zum Beispiel in Glaswolle oder Asbest enthalten sind.

Bitte beachten Sie: Die hier erwähnten Vorschriften sind nur eine Auswahl der wichtigsten gesetzlichen Vorgaben. Detaillierte Informationen lesen Sie dazu in den aufgeführten und ggf. weiteren Vorschriftensammlungen und Gesetzestexten nach. Bei der konkreten Umsetzung im Betrieb können und sollten im Zweifel ausserdem Sachverständige hinzugezogen werden.

Bildquellen:
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sturti