Anwendung eines Teststandards zum Vergleich industrieller Entstaubungsanlagen

Die industrielle Filtrationsindustrie hat jetzt ihren ersten Leistungsteststandard, der speziell für impulsgereinigte Entstaubungsanlagen entwickelt wurde. ANSI/ASHRAE Standard 199-2016 wurde am 1. Juni 2016 gemeinsam von der American Society of Heating and Air Conditioning Engineers (ASHRAE) und dem American Standards Testing Institute (ANSI) veröffentlicht.

Donaldson Laborleiter Chris Fischer war Vorsitzender des Standard 199-Industrie-Projektausschuss und war im letzten Jahr des Ausschusses maßgeblich an der Fertigstellung des Teststandards nach einem Jahrzehnt der Entwicklung beteiligt. Fischer koordinierte eine Arbeitsgruppe von konkurrierenden Herstellern von Entstaubungsanlagen, Endverbrauchern und führenden Testlabors. Andrew Untz, leitender Projektingenieur bei Donaldson, war ebenfalls drei Jahre im Ausschuss und ein führender Mitwirkender an dem Standard.

Warum der Teststandard wichtig ist

Der ANSI/ASHRAE-Standard 199-2016 schreibt die erste Labortestmethode zur Messung von Emissionen, Differenzdruckmitteln und Luftverbrauch in pulsgereinigten Entstaubungsanlagen unter realistischen Betriebsbedingungen vor. Er beabsichtigt, die Mindesteffizienz-Meldewerte (MERV) zu verbessern: Ein Bewertungssystem, das von ASHRAE 52.2 für HLK-Filter entwickelt wurde, jedoch in den letzten Jahren auf Entstaubungsanlagen angewendet wurde, da es keine relevanteren Prüfverfahren gab. 

Die MERV-Filterbewertungen hatten folgende Einschränkungen im Bereich der Staubsammlung:

• Die MERV-Bewertungen bewerten die Effizienz eines Filters unter sehr kleinen statischen Lasten, während Entstaubungsanlagen mit variablen Staubbelastungen bei hohen Volumina umgehen müssen.
  
• Sie beziehen sich nur auf das Filterelement, nicht auf das gesamte Impulsreinigungssystem.
  
• Die MERV-Werte erfassen die Tatsache, dass für eine bessere Filtration und eine leichtere Reinigung ein Anbacken von Staub erwünscht ist, in keiner Weise.
  
• Sie geben einen Prozentsatz der Staubaufnahme an (z.B. 99 % Effizienz), quantifizieren jedoch nicht die tatsächlichen Emissionen, die aus dem System entweichen.
  
• Die MERV-Bewertungen bevorzugen dichte Filter, die zum Betrieb und zur Reinigung mehr Energie benötigen und eine kürzere Filterlebensdauer liefern können.
  

Aus diesen Gründen war ein Staubfiltrationsstandard überfällig. Donaldson kam mit Kollegen aus der Branche zusammen, um eine Lücke zu schließen und den Kunden bessere Vergleichsdaten zu liefern.

Wie die Testmethodik funktioniert

Die MERV-Bewertungen beziehen sich nur auf Filterelemente. Während der 52,2-Standard den Wirkungsgrad anhand der Partikelgröße misst, misst der Standard 199 die Leistung des gesamten Systems, einschließlich der Luftfilter und der Entstaubungsanlage. Drei Hauptleistungsfaktoren, die realen Bedingungen entsprechen, werden in den letzten Stadien von 48 Stunden Impulsreinigung, variabler Staubbelastung und Ausfall und Wiederaufnahme des Betriebs gemessen. 

Hier folgt das Testprotokoll:

Konditionierung: Beginnend mit einem sauberen Satz von Filtern führt der Tester eine anfängliche Staubbelastung bis zur hohen Differenzdruckeinstellung des Herstellers durch, initiiert dann das On-Demand-Impulsreinigungssystem der Entstaubungsanlage und lässt das System für 4 Stunden laufen. Um die Filter zu trocknen, lässt der Tester als Nächstes den Kollektor für 24 Stunden laufen, mit einer Impulsreinigung in 10-Sekunden-Intervallen. 

Leistungsprüfung: Auf die Konditionierung folgt eine letzte Staubbelastung und weitere 24 Stunden die On-Demand-Reinigung, die imitiert, wie ein Endbenutzer den Kollektor normalerweise betreiben würde. Alle Leistungsdaten stammen aus den letzten vier Stunden dieser On-Demand-Reinigungsstufe, die den Druckluftverbrauch und den durchschnittlichen Druckverlust über die Filter anzeigt.

Wiederherstellungstest: Der letzte Schritt des Tests besteht darin, in eine Störungssituation zu gelangen, in der der Tester das Impulsreinigungssystem ausschaltet und die Filter bis zu einem hohen Druckverlust-Sollwert von 10-Zoll-Wassersäule weiter belastet, was einen Fehler im System darstellt. Dann wird die Impulsreinigung wieder eingeschaltet, um zu sehen, ob sich die Filter wieder auf ihren Zustand vor der Störung einstellen können.

Stellen Sie sich diese drei Fragen zu Ihrer Entstaubungsanlage

Wenn Sie Entstaubungsanlagen vor dem Kauf vergleichen, fragen Sie nach:

1. Emissionsleistung
2. Energieverbrauch
3. Filterlebensdauer

Die Leistungsfaktoren sind miteinander verknüpft und machen die Gesamtbetriebskosten aus.

Was die Leistungsdaten des ANSI/ASHRAE Standard 199 aussagen

Der Standard 199 bedeutet nicht nur eine einheitliche Prüfung von Entstaubungsanlagen; er erfordert auch eine einheitliche Berichtsvorlage. Zusammenfassende Daten spiegeln Leistungsfaktoren wider, die für Anlagenbauer und -betreiber wirklich von Bedeutung sind: 

Emissionen in mg/m³ – Feinstaub in belüfteten Emissionen ist ein Indikator für die Effizienz, aber die ermittelten prozentualen Ergebnisse sind nur ein Mittel zum Zweck. Der Standard 199 misst die absolute Emissionsleistung – wie viel Material im normalen Betrieb durch den Kollektor fließt, was für Anlagenbetreiber mit regulatorischen und anderen Berichtsanforderungen aussagekräftiger ist.

Durchschnittlicher Differenzdruck in Zoll der Wassersäule – die Energie, die erforderlich ist, um eine gegebene Volumen-Luftstromrate durch ein System mit trockenen Filtern zu bewegen, ist ein signifikanter Betriebskostentreiber. Im Allgemeinen gilt: Je niedriger der durchschnittliche Differenzdruck ist, desto weniger Energie verbraucht das System. Außerdem zeigen niedrigere stabilisierte Differenzdruckwerte allgemein Filter an, die länger halten. 

Luftverbrauch in ft³/1.000ft³. Der Energieverbrauch umfasst die Lüfterleistung, um Luft durch die Filter zu leiten, sowie die Energie, um die Luft für die Impulsreinigung zu komprimieren. Wenn ein System einen stabilen Filterdruckverlust von 2-Zoll-Wassersäule aufrecht erhält und 20 Prozent weniger Energie verbraucht als ein System eines Mitbewerbers bei dem gleichen Druck, wird dies einen echten Vorteil für die Betriebskosten darstellen.

Wie der Standard 199 den Käufern zugute kommt 

Es gibt so viele Anwendungen, Umgebungen und Variablen, die in die Wahl einer Entstaubungsanlage einfließen. Vergleiche vor dem Kauf waren bisher sehr kompliziert. Da die Standard 199-Berichte für Systeme verfügbar sind, können Kunden bessere Vergleichsstudien durchführen. In der Zwischenzeit ist das Testen von Standard 199 freiwillig und nicht vorgeschrieben. 

Donaldson integriert die Standard 199-Methodik mit der Absicht, Entstaubungsanlagen unter Berücksichtigung des Teststandards zu entwickeln, aktiv in seine Testlabors. 

Die Verantwortlichen des Standard 199 erwarten, dass es sich auf dem Markt auf die gleiche Weise durchsetzen wird wie der vorherige Standard ASHRAE 52.2 – da die Kunden in ihm einen Wert erkennen und die Informationen von ihren Filtrationsausrüstungslieferanten verlangen. Dank dieses Vorstoßes müssen Unternehmen, die den industriellen Lüftungsmarkt unterstützen, reagieren und die Daten liefern. Dabei wird erwartet, dass der Standard 199 die leistungsschwachen Entstaubungsanlagenhersteller aussortiert, die derzeit Kunden in unrealistische Leistungsansprüche verwickeln.

Wie können Anlagentechniker in der Zwischenzeit vom ANSI/ASHRAE Standard 199 profitieren? Verwenden Sie die drei zugrunde liegenden Testkriterien des Standards. Fragen Sie Ihre Lieferanten nach der Emissionsleistung, dem Energieverbrauch und der Filterlebensdauer, die alle miteinander zusammenhängen und die Gesamtbetriebskosten ausmachen. Die freigesetzten Emissionen und die Gesamtenergie, die verbraucht wird, um ein System für ein Jahr zu betreiben, können für ein Unternehmen relevanter sein als ein hohes MERV-Rating.