ULPA- vs. HEPA-Filter: Was ist der Unterschied und warum ist er wichtig?

Verstehen Sie, wann und warum Sie sich für HEPA oder ULPA entscheiden sollten.

Der HEPA-Filter wird in diesem Blog häufig erwähnt, da es sich um eine wirksame Technologie handelt, die für die Mission von Coocasz von zentraler Bedeutung ist: Patienten in Krankenhäusern und anderen gefährlichen Umgebungen vor Staub und Krankheitserregern zu schützen.

Während alle HEPA-Filter (High-Efficiency Particulate Air) die ASME- und DOE-Standards von 99,97 % erfüllen, sind einige effizienter. Beispielsweise hat unsere HEPA-Filterfunktion eine Effizienz von 99,99 %. Wir nennen dies HEPA-Filtration in „medizinischer Qualität“.

Hepa	ULPA
99,97 % der Partikel bis zu einer Größe von 0,3 Mikrometer	99,999 % der Partikel bis zu einer Größe von 0,12 Mikrometer

Sie wissen vielleicht, dass es einen Filter gibt, der noch kleinere Partikel entfernt: den ULPA-Filter (Ultra-Low Particulate Air). Der ULPA-Standard erfordert die Entfernung von 99,999 % aller Partikel bis zu einer Größe von 0,12 Mikrometer. Das klingt viel effektiver als HEPA, daher stellt sich eine berechtigte Frage: Warum sollte man beim Vergleich von ULPA- und HEPA-Filtern bei HEPA bleiben?

Um es mit Ricky Ricardos Worten auszudrücken: Wir müssen einiges erklären.

Wie funktioniert die Filtration?

Machen wir zunächst einen Umweg, um das Verhalten von Partikeln zu verstehen, die sich durch Luftfilter bewegen. Sowohl HEPA- als auch ULPA-Filter bestehen aus unzähligen winzigen Strängen zufällig angeordneter Borosilikatglas-Mikrofasern.

Beim Durchströmen dieses riesigen Faserlabyrinths werden Partikel durch verschiedene physikalische Mechanismen aufgehalten. Die drei wichtigsten sind Abfangen, Trägheitsabscheidung und Diffusion.

Ein Faserluftfilter funktioniert also keineswegs wie ein einfaches Sieb, sondern widerspricht tatsächlich dem gesunden Menschenverstand, indem er kleinere und größere Partikel effektiver abfängt als mittelgroße Partikel. Die schlimmste Partikelgröße beträgt 0,3 Mikrometer, und diese Tatsache war ausschlaggebend für die Konstruktionsparameter des HEPA-Filters.

ULPA vs. HEPA-Filtersysteme

OK, aber wenn ULPA besser als HEPA ist und mehr und kleinere Partikel (wie winzige Viren) auffängt, warum verwenden wir dann immer noch HEPA?

Weil „besser“ in diesem Fall nur in einem eng definierten Sinne zutrifft. Während ULPA-Filter mehr Partikel in diesem schwer zu erfassenden Bereich von 0,12 bis 0,4 auffangen, sind sie nur für spezielle Anwendungen wie die Herstellung von Mikroelektronik oder medizinische Labore, das Entfernen von Partikeln aus Reinräumen oder das Filtern giftiger chirurgischer Abgase, die bei elektrochirurgischen Eingriffen entstehen, erforderlich.

HEPA-Filter hingegen werden viel häufiger eingesetzt, da sie für die meisten biologischen Anwendungen, einschließlich der Gesundheitsfürsorge, als optimal gelten. Ein Beispiel dafür, warum HEPA-Filter in Krankenhäusern so gut funktionieren, ist die Tatsache, dass Viren, die kleiner als 0,3 Mikrometer sind und theoretisch durch einen HEPA-Filter gelangen könnten, meist auf größeren Partikeln wie Speichel oder Schweiß transportiert werden und dadurch abgefangen werden.

Kurz gesagt sind hier einige Nachteile, die die Verwendung von ULPA-Filtern mit sich bringt.

Eingeschränkter Luftstrom: Der Hauptgrund, warum Sie einen ULPA-Filter nicht einfach durch einen HEPA-Filter ersetzen können, ist, dass der ULPA-Filter restriktiver ist. Wie wir vor einigen Jahren in diesem Blog besprochen haben, ist der Luftstrom ein wesentlicher Unterschied zwischen HEPA und ULPA. Das dichtere Medium des ULPA-Filters reduziert den Luftstrom bei Filtern gleicher Abmessungen um 20 bis 50 %. Dieser größere Druckabfall würde eine wichtige Kennzahl, den Luftwechsel pro Stunde, auf ein inakzeptabel niedriges Niveau senken, was zu einer schlechteren Luftqualität in einem Raum führen würde.

Höhere Kosten: Da ULPA-Filter ein dichteres Filtermedium haben und schwieriger herzustellen sind als HEPA-Filter, kosten sie etwa 35 Prozent mehr als HEPA-Filter. Und die Kosten der Filter sind nur ein Teil der Geschichte. Um ein ULPA-System zu entwickeln, das die gleiche ACH-Leistung wie ein HEPA-System liefert, wäre ein größerer Filter erforderlich, um den eingeschränkteren Durchfluss auszugleichen, und möglicherweise ein leistungsstärkeres Gebläse, was das gesamte Filtersystem größer und teurer macht.

Kürzere Lebensdauer: Ein weiterer Grund, der ULPA-Filter teurer macht, ist ihre kürzere Lebensdauer, die durchschnittlich fünf bis acht Jahre beträgt, verglichen mit etwa 10 Jahren bei HEPA-Filtern bei ähnlicher Verwendung. Außerdem werden häufig Vorfilter verwendet, um die feineren Filter nachgeschaltet zu schützen, sodass eine zusätzliche Vorfilterung zum Schutz des ULPA-Filters erforderlich sein kann.

Abschluss

Obwohl es zunächst so aussehen mag, als wäre es eine gute Idee, Ihren HEPA-Filter einfach durch einen ULPA-Filter zu ersetzen, hoffen wir, dass Sie jetzt verstehen, warum das nicht funktioniert. Ein Filtersystem, das für einen bestimmten Luftstrom ausgelegt ist, muss so konzipiert sein, dass es den Strömungswiderstand des Filterelements berücksichtigt, und ein ULPA-Filter wäre in einem für HEPA ausgelegten System zu restriktiv. Wichtiger ist, dass die ULPA-Filterung in den meisten Anwendungen ein teurer Overkill wäre, wenn sie anstelle von HEPA eingesetzt würde.

Allzu oft schlagen Verfahren fehl, selbst wenn die richtige Ausrüstung verwendet wird. Daher ist es äußerst wichtig, die in der ICRA-Matrix beschriebenen Vorsichtsmaßnahmen zur Infektionskontrolle zu befolgen, z. B. die ordnungsgemäße Installation temporärer Barrieren, die Schaffung einer Unterdruckumgebung mit HEPA-Filtermaschinen und die Reinigung mit HEPA-gefilterten Staubsaugern.

Für diejenigen, die bei Bauarbeiten im Gesundheitswesen mit der Minimierung von Staub und Krankheitserregern in der Luft beauftragt sind, sind HEPA-Filter noch immer der empfohlene Standard.