Luftfiltration: Klassen und Wirkungsgrade von Filtern (MERV, ISO)

Je nach Ausführung verfügen Luftfilter (Schlauchfilter oder Patronenfilter) über unterschiedliche Wirkungsgrade gegenüber Staubpartikeln. Diese Seite zielt darauf ab, die verschiedenen Normen für den Filter- wirkungsgrad (MERV, ISO) zu erläutern und dem Leser bei der Auswahl der richtigen Filterspezifikation in Abhängigkeit von der vorgesehenen Anwendung zu helfen.

1. Staubfiltrations-Wirkungsgradnormen und -tabellen

Was sind die MERV-Bewertungen für Filter?

1.1 Allgemeine Filter (Filtration bis 1 Mikrometer)

Es gibt verschiedene Normen in den USA, Europa und international (ISO), was es für Unternehmen und Personen manchmal schwierig macht, sich in diesen Standards zurechtzufinden, Lieferantendatenblätter zu lesen und ihre Anforderungen korrekt zu spezifizieren. Die am häufigsten zitierten Normen sind ISO 16890 (aktuelle internationale Norm, die versucht, die Definition des Filterwirkungsgrades zu vereinheitlichen), EN 779 in Europa und ASHRAE MERV in den USA. Die verschiedenen Normen und deren Entsprechungen sind in den folgenden Tabellen dargestellt:

ISO 16890

ISO Grob

ISO Grob

ISO Grob

ISO Grob

ISO ePM10

ISO ePM2,5

ISO ePM10

ISO ePM1

ISO ePM2,5

ISO ePM10

ISO ePM1

ISO ePM2,5

ISO ePM10

ISO ePM1

ISO ePM2,5

ISO ePM10

<50%

<50%

>50%

>50%

>50%

>50%

>60%

>50%

>65%

>80%

>70%

>80%

>90%

>80%

>90%

>95%

EN 779:2012

G1

G2

G3

G4

M5

M6

F7

F8

F9

ASHRAE MERV

1

2–3–4

5–6

7–8

9–10

11–12

13

14

15

Tabelle 1: Luft- filtrations- normen für Stäube – Entsprechungen ISO, EN, MERV

Die Tabelle basiert auf der neuen ISO-Norm, die für jeden Filter einen Wirkungsgrad für Partikel von 1 Mikrometer, 2,5 Mikrometer und 10 Mikrometer definiert. Zu beachten ist jedoch, dass diese Filter oft auch in der Lage sind, kleinere Partikel bis zu einem gewissen Grad zu filtern. Die folgende Tabelle gibt eine Orientierung (ohne Normcharakter) über die Filtrationsleistung der verschiedenen Filter. Der tatsächliche Wirkungsgrad hängt vom verwendeten Filter ab und sollte mit dem Lieferanten abgeklärt werden.

ISO 16890

ISO Grob

ISO Grob

ISO Grob

ISO Grob

ISO ePM10

ISO ePM2,5

ISO ePM10

ISO ePM1

ISO ePM2,5

ISO ePM10

ISO ePM1

ISO ePM2,5

ISO ePM10

ISO ePM1

ISO ePM2,5

ISO ePM10

<50%

<50%

>50%

>50%

>50%

>50%

>60%

>50%

>65%

>80%

>70%

>80%

>90%

>80%

>90%

>95%

EN779:2012

G1

G2

G3

G4

M5

M6

F7

F8

F9

ASHRAE MERV

1

2-3-4

5-6

7-8

9-10

11-12

13

14

15

Typischer anfänglicher Abscheidegrad (% der erfassten Partikel)

0,1 µm

0–10

5–15

25–35

35–45

45–60

0,3 µm

0–5

5–15

10–25

45–60

65–75

75–85

0,5 µm

0–5

5–15

15–30

20–40

60–75

80–90

90–95

1 µm

0–5

5–15

15–35

30–50

50–65

85–95

95–98

>99

3 µm

0–5

5–15

15–35

30–55

70–90

85–95

>98

>99

>99

5 µm

5–15

15-35

35-70

60-90

90-99

95-99

>99

>99

>99

10 µm

40-50

50-70

70-85

85-98

>98

>99

>99

>99

>99

Diagramm 2: Vergleich von Filterklassen, Wirkungsgrad von Luftfiltern bei Staub

1.2 Hochleistungsfilter (EPA, HEPA, ULPA)

Für spezifische Anwendungen, bei denen feinste Stäube abgetrennt werden müssen, sind andere Filtertypen erforderlich. Diese Filter sind sehr spezifisch, z. B. in der Pharmazie oder zur Erzeugung partikelfreier Atmosphären in Reinräumen, und werden in den meisten pulververarbeitenden Industrien nicht benötigt.

Die für diese Filterarten geltenden Normen sind EN 1822 in Europa und ASHRAE MERV in den USA.

EN 1822	E10	E11	E12	H13	H14	U15	U16	U17
ASHRAE MERV	16	17	18	19	20
Anfangs-Wirkungsgrad (% der erfassten Partikel)
0,3 Mikron	>85	>95	>99,5	>99,99	>99,999	>99,9999	>99,99999	>99,999999

Diagramm 3: MERV- und EN-1822-Äquivalenz und Wirkungsgrad

2. Wie wählt man die richtige Staubfiltereffizienz aus?

Im Kontext von Pulverhandhabungsprozessen muss die Wahl eines Filters in Abhängigkeit von den Anforderungen der Anwendung und der Partikelgrößenverteilung des zu behandelnden Staubs erfolgen.

Filter	Anwendung	Art der Fremdkörper/erfassten Stäube
G1 G2	Insektenschutzgitter	Insekten Haare Sand Sporen, Pollen Hausstaubmilben Textilfasern
G3 G4	Erstfilter für RLT-Anlagen, Vorfilter für Filter der Klasse F
M5	Industrielle Luftfilter (Lagerhallen, Garagen usw.)	Sporen, Pollen Bakterien und Keime an Trägerpartikeln
M5 M6 F7	Hauptfilter für RLT-Anlagen Vorfilter für Filter der Klasse E
F7 F8 F9	Hauptfilter für RLT-Anlagen in sensiblen Umgebungen (Krankenhäuser usw.) Vorfilter für Filter der Klasse H	Dämpfe, Rauch
E10 E11 E12	Endfilter für Hochreinheitsräume (Labor, Pharma-Anlagen...)	Keime, Bakterien, Viren, Rauch
E11	Endfilter für Reinräume
E12 H13	Endfilter für Reinräume	Dämpfe Radioaktive Partikel
H14 U15 U16	Endfilter für Hochreinheitsräume (Ultra-Reinräume)	Aerosole

Tabelle 4: Auswahlkriterien für Filter nach Wirkungsgrad

In Lüftungsanlagen wird beispielsweise zunächst ein G4-Filter (ISO-Grobstaubfilter) eingesetzt, um grobe Fremdkörper abzuscheiden, die durch die Luft transportiert werden. Anschließend folgt ein F7-Filter für die Feinfiltration, um saubere Luft zu gewährleisten. Der G4-Filter dient dabei dem Schutz des F7-Filters und verlängert dessen Lebensdauer.

Bei der Handhabung von Pulvern, die nicht in die Umgebung gelangen dürfen – wie in der Pharmazie oder bei Probiotika in der Lebensmittelindustrie – kommen oft Hochleistungsfilter (typischerweise H13) zum Einsatz.

Die Kenntnis der Partikelgrößenverteilung (PSD) des zu filternden Staubs hilft, eine Überdimensionierung des Filters zu vermeiden. Zeigt die PSD beispielsweise, dass keine Partikel unter 10 Mikrometer im verarbeiteten Pulver vorliegen, kann ein F7-Filter für die Prozessentlüftung ausreichen, ohne dass ein HEPA-Filter erforderlich ist.