Efficient electrostatic precipitators purify air while killing viruses

Highly efficient electrostatic precipitators purify circulating air from air conditioning systems while killing viruses

Um die Luft in Produktionshallen, Supermärkten und anderen Räumlichkeiten zu kühlen, werden häufig Klimaanlagen im Umluftbetrieb eingesetzt – allerdings ohne den Zusatz eines Filters. Die Luft wird aus dem Raum gezogen, mithilfe des Klimageräts gekühlt und zurück in den Raum geleitet. Diese zirkulierende Luft gilt als große Virenschleuder, da die Umluft die Aerosole in Bewegung hält. Um zu verhindern, dass Viren über dieses System verteilt werden, muss ein hocheffizienter Filter in den Kreislauf integriert werden.

Aerosole übertragen Viren

Das Coronavirus wird hauptsächlich über Aerosole in der Luft übertragen und nur zu einem geringen Teil über die Tröpfchen- und Schmierinfektion. Aerosole sind Gemische aus Gas (in aller Regel Luft) und festen oder flüssigen Bestandteilen. Bei infizierten Personen werden in der Lunge vermehrt Aerosolteilchen erzeugt und über die Atmung freigesetzt. Diese winzig kleinen Schwebeteilchen werden vorwiegend beim Atmen und Sprechen freigesetzt. Während größere Tröpfchen aufgrund ihres Gewichts bereits nach ca. 1,5 Metern zu Boden sinken, schweben Aerosolteilchen aufgrund ihrer geringen Größe (ca. 0,1-0,4 µm) bis zu mehreren Stunden in der Raumluft. Umluftanlagen verstärken diese Bewegung und verteilen diese Aerosole über den gesamten Raum.

Elektrofilter filtern Viren aus der Umluft und töten Viren ab

Um Viren abzuscheiden, werden häufig HEPA-Filter eingesetzt. Wissenschaftliche Artikel zeigen aber auf, dass diese Gewebefilter nur bedingt geeignet sind. Zunächst muss beachtet werden, dass ein HEPA-Filter die Viren zwar abscheidet, aber nicht gleichzeitig inaktiviert. Aerosole und Viren werden also im Filter agglomeriert und auf diese Weise gehindert, erneut in die umgewälzte Luft zu gelangen. Allerdings bilden die dichten Filtergewebe auf diese Weise einen Nährboden für Bakterien und Viren. Ein regelmäßiger Austausch durch sicherheitsgeschultes Personal ist daher notwendig. Außerdem ist zu beachten, dass der nachträgliche Einbau von HEPA-Filtern in bestehende Umluftsysteme zu einem deutlichen Anstieg des Druckverlustes führt: Die Abluft muss vor Eintritt in den HEPA-Filter zunächst einen Vorfilter passieren, da der HEPA-Filter ansonsten schnell verstopfen würde. In der Summe entstehen hohe Druckverluste, die  eine verstärkte Ventilatorleistung und damit mehr Energieverbrauch und mehr Geräuschentwicklung nach sich ziehen.

Anders verhält es sich mit Elektrofiltern. KMA Elektrofilterzellen wurden für die hochgradige Abscheidung eines großen Partikelspektrums entwickelt (von Kleinstpartikeln unter 1 µm bis hin zu Staub und Aerosolen von über 10 µm) und verzeichnen durch das Filterdesign praktisch keine Druckverluste. Die Ionisationselektrode des Elektrofilters erzeugt mit einem sehr geringen Energieaufwand ein starkes elektrisches Feld. Durch den so entstehenden Ladungsunterschied werden Verschmutzungen inklusive Viren im Abluftstrom auf den Kollektorplatten gesammelt. Die hohe Spannung von 12 – 12,5 Kilovolt sorgt dafür, dass Viren abgetötet werden. Bei Notwendigkeit eines besonders hohen Sicherheitsstandards (z.B. bei SARS-CoV-2-Viren) steht zusätzlich eine UV-Lichtstufe zur Verfügung. Zur Eliminierung des Virus kommen feuchtebeständige Hochleistungs-UV-Röhren mit einer Vakuum-UV-Strahlung zum Einsatz. Wissenschaftliche Tests haben ergeben, dass durch die intensive Bestrahlung mit UV-Licht bei entsprechender Strahlungsdosis selbst bei extrem hohen Viren-Konzentrationen eine Abscheidung von über 99.998% sichergestellt wird.

Die robuste Bauweise des Filters ist die Grundlage für seine Langlebigkeit und konstant hohe Leistungsfähigkeit. Die gesamte Filterkonstruktion, Elektroden und Tragstangen bestehen aus Edelstahl, die Kollektoren aus Aluminium und die Isolatoren aus beständiger Keramik. Im Gegensatz zu HEPA-Filtern oder sonstigen mechanischen Filtern, muss kein kontaminiertes Filtermedium ausgetauscht werden. Hingegen werden die Elektrofilter von KMA mit einem integrierten Reinigungssystem automatisch gereinigt, was zu ihrer bewährten Langlebigkeit beiträgt. Bei einer Reinigung mit 95°C heißem Waschwasser oder alternativ mit Dampf werden die Filterelemente zusätzlich sterilisiert. Somit zeichnet sich der Elektrofilter durch eine hohe Energieeffizienz und hochgradige Abscheideleistungen aus.

Spezialisiert auf große Abluftmengen

KMA Abluftfilteranlagen sind in verschiedenen Größen erhältlich. Die Modulgrößen sind gestaffelt und richten sich an das zu reinigende Abluftvolumen. Die größte Moduleinheit hat eine Abluftkapazität von 30.000 m³/h. Bei höheren Abluftmengen werden zwei oder mehr Filtermodule parallelgeschaltet. Weltweit wurden von KMA über 3.000 Filteranlagen in diversen Branchen installiert.

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KMA exhaust air technology at customer Nemak in SlovakiaSales Manager of KMA Shanghai gives a presentation at the CHINA DIECASTING 2020