1、April 2006DEUTSCHE NORM Normenausschuss Kraftfahrzeuge (FAKRA) im DINPreisgruppe 13DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 43.040.60!,iI#“9703800www.din.deDDIN 71460-
2、1Straenfahrzeuge Luftfilter fr Kraftfahrzeuginnenrume Teil 1: Prfverfahren fr PartikelfiltrationRoad vehicles Air filters for motor passenger compartments Part 1: Test for particulate filtrationVhicules routiers Filtres air pour lhabitacle Partie 1: Essai de filtration des particulesAlleinverkauf de
3、r Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 22 SeitenDIN 71460-1:2006-04 2 Inhalt Seite 1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweisungen 4 3 Begriffe . 4 4 Bezugszustnde und Prfstoffe. 6 4.1 Bezugszustnde. 6 4.2 Prfstoffe 6 5 Prfeinrichtungen 6 5.1 Allgemeiner Aufbau. 6 5
4、.2 Luftzufhrung. 6 5.3 Prfkanal. 7 5.4 Prfstaub-Zugabeeinrichtung 7 5.5 Prfstaub-Zufhrung. 7 5.6 Probenentnahmesonden. 7 5.7 Verbindungsleitungen. 8 5.8 Partikel-Zhlgert. 8 5.9 Gleichfrmigkeit der rumlichen Aerosolverteilung fr Fraktionsabscheidegradmessung . 8 5.10 Druckentnahmestellen 9 5.11 Druck
5、differenz-Messgert. 9 5.12 Volumenstrom-Messgert. 9 5.13 Temperaturmesseinrichtung 9 5.14 Feuchtemessgert . 9 5.15 Wgeeinrichtungen 9 6 Anlagenvalidierung 9 7 Vorbereitung eines Filters/Filterelements fr die Prfungen 10 8 Prfverfahren . 10 8.1 Bestimmung der Druckdifferenz-Volumenstrom-Kurve im Neuz
6、ustand . 10 8.2 Bestimmung der Fraktionsabscheidegrad-Kurve bei Nennvolumenstrom. 10 8.3 Bestimmung der Staubspeicherkapazitt mit Fraktionsabscheidegrad 11 9 Prfbericht 11 Anhang A (normativ) Prfeinrichtungen und Einzelheiten. 12 Anhang B (normativ) Tabelle B.1 Checkliste fr den Prfbericht . 16 Anha
7、ng C (normativ) Prfmittelanforderungen, Prfmittelvalidierung und Routinebetrieb. 17 Anhang D (informativ) Erluterungen Die wesentlichen Unterschiede zu ISO/TS 11155-1:2001 20 Literaturhinweise 22 Bilder Bild A.1 Ausfhrungsbeispiel einer Prfanlage, schematisch 12 Bild A.2 Prfkanal. 13 Bild A.3 Proben
8、entnahmesonde, Ausfhrungsbeispiele. 14 Bild A.4 Schema einer partikelgrenselektiven Verdnnungseinrichtung (Ausfhrungsbeispiel) 15 Bild A.5 Ausfhrungsbeispiel eines virtuellen Impaktors . 15 Tabellen Tabelle B.1 Checkliste fr den Prfbericht 16 Tabelle C.1 Messunsicherheit der Sensoren. 17 Tabelle C.2
9、 Validierung 18 Tabelle C.3 Routinebetrieb 19 DIN 71460-1:2006-04 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Normenausschuss Kraftfahrzeuge (FAKRA), Arbeitskreis Luftfilter-Prfung“, erarbeitet. DIN 71460 Luftfilter fr Kraftfahrzeuginnenraum“ besteht aus: Teil 1: Prfverfahren fr Partikelfiltration Teil 2: P
10、rfung der Gasadsorption von Filtern (zz. Entwurf) Diese Norm steht mit dem von der International Organization for Standardization (ISO) herausgegebenen Schriftstck ISO/TS 11155-1:2001 in Zusammenhang, siehe Anhang D. Einleitung Verschiedene verwandte Dokumente (z. B. ISO/TS 11155-1:2001) fordern zum
11、 Teil fr Prfungen die elektrostatische Neutralisierung der verwendeten Prfaerosole. Diverse Verfahren der Neutralisierung sind nach wie vor Gegenstand der Forschung, und ein allgemein und international anerkanntes Verfahren, welches sowohl hinsichtlich der wirtschaftlichen als auch der technischen A
12、nwendbarkeit unumstritten ist, existiert zum gegenwrtigen Zeitpunkt noch nicht. Deshalb wird in diesem Dokument auf die Forderung nach einer Neutralisierung des Prfaerosols in jeder Form verzichtet. Daraus ergibt sich jedoch, dass die gemessenen Fraktionsabscheidgrade mehr oder weniger stark von dem
13、 Dispergierungsverfahren und der Dosierung abhngen knnen und damit nur bei quivalenter Dispergierung und hnlicher apparativer Ausrstung verglichen werden knnen. Die vorliegende Norm geniet eine hohe Akzeptanz im Markt und findet vielfache Anwendung. Aus diesem Grund wurde die vorliegende Norm berarb
14、eitet, um sie an die vernderten Gegebenheiten im Markt anzupassen. In diesem Zusammenhang sei vor allem auf die zunehmende Verwendung von so genannten Kombinationsfiltern hingewiesen. Solche Produkte weisen neben ihren Fhigkeiten zur Abscheidung partikulrer Luftverunreinigungen auch eine adsorptive
15、Komponente zur Gasphasenfiltration auf. Typischerweise handelt es sich dabei um Aktivkohle, die aber auch hygroskopische Eigenschaften besitzt. Damit knnen die Prflinge, je nach Rohstoff und Vorgeschichte, durch Adsorption oder Desorption von Wasserdampf aus der oder in die Umgebungsluft ihre Masse
16、mehr oder weniger stark ndern. Fr die Filterprfung bedeutet dies, dass ein Testsystem in der Lage sein muss, die Umgebungsbedingungen hinreichend genau stabil zu halten, falls gravimetrische Untersuchungen (Staubbeladungsversuche) an den Prflingen durchgefhrt werden sollen (siehe 4.1.1). Dadurch wir
17、d erreicht, dass die Adsorbentien in einen Gleichgewichtszustand bezglich der Wasseradsorption gebracht werden knnen. DIN 71460-1:2006-04 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr Luftfilter, die in Kraftfahrzeugen zum Reinigen der Auen- bzw. Umluft von Staubpartikeln und gasfrmigen Luftverunreinigun
18、gen (Kombifilter“ und Partikelfilter“) fr Fahrzeuginnenrume eingesetzt werden. Sie legt Prfverfahren fr Beurteilungskriterien fest, welche die Auswahl und Vergleichbarkeit von Luftfiltern und Filterelementen unter Laborbedingungen gestatten sollen. Die Prfungen liefern Informationen ber Druckdiffere
19、nzen, Fraktionsabscheidegrad und die Staubspeicherkapazitt eines Filters. ANMERKUNG Eine Vergleichbarkeit der Filterelemente ist nur bei gleicher Form, Bauart und Gre sowie gleicher Lage im Prfkanal mglich. Die Prfkammermae sind in dieser Norm nicht mehr frei whlbar, sondern normativ festgelegt (sie
20、he Anhang A). 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich alle
21、r nderungen). ASTM F328-98 (2003), Standard Practice for Calibration of an Airborne Particle Counter Using Monodisperse Spherical Particles E DIN ISO 5011, Luftfilter fr Verbrennungsmotoren und Kompressoren Prfverfahren DIN EN 1822-1, Schwebstofffilter (HEPA und ULPA) Teil 1: Klassifikation, Leistun
22、gsprfung, Kennzeichnung DIN EN 779, Partikel-Luftfilter fr die allgemeine Raumlufttechnik Bestimmung der Filterleistung ISO 12103-1:2001, Road vehicles Test dust for filter evaluation Part 1: Arizona test dust VDI 2066 Blatt 1, Messen von Partikeln Staubmessungen in strmenden Gasen Gravimetrische Be
23、stimmung der Staubbeladung bersicht VDI 2066 Blatt 2, Messen von Partikeln Manuelle Staubmessung in strmenden Gasen Gravimetrische Bestimmung der Staubbeladung Filterkopfgerte 4 m3/h, 12 m3/h 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Volumenstrom V C2 (x) die An
24、zahlkonzentration in Abhngigkeit von der Partikelgre nach dem Prfling. ANMERKUNG Der Fraktionsabscheidegrad wird in % angegeben. 3.7 Staubspeicherkapazitt G (eines Filters oder Filterelements) die Masse des Staubes, die unter festgelegten Versuchsbedingungen bis zum Erreichen eines vereinbarten Vers
25、uchsendzustandes, z. B. einer definierten Enddruckdifferenz, vom Prfling aufgenommen wird ANMERKUNG 1 Siehe auch DIN ISO 5011. ANMERKUNG 2 Die Staubspeicherkapazitt wird in g angegeben, siehe auch D.3. 1) 1 bar = 105Pa DIN 71460-1:2006-04 6 4 Bezugszustnde und Prfstoffe 4.1 Bezugszustnde 4.1.1 Luftz
26、ustand Die Temperatur der angesaugten Luft muss (23 2) C, die relative Luftfeuchte (50 3) % betragen. Zur Messung der Staubspeicherkapazitt G an adsorptiven Filtern muss die Anlage hinsichtlich der Temperatur und der relativen Feuchte die obigen Bedingungen fr die gesamte Messdauer einhalten knnen.
27、Dies ist im Rahmen der Validierungsprozedur, beschrieben in Tabelle C.2, zu demonstrieren. 4.1.2 Luftreinigung Die angesaugte Luft ist mit einem Schwebstofffilter mindestens der Filterklasse H12 nach DIN EN 1822-1 und bei Bedarf mit einem Vorfilter, Filterklasse F7 oder F8 nach DIN EN 779, von natrl
28、ichem Aerosol zu reinigen. Es wird empfohlen, aus Grnden der Lufthygiene und zum Schutz der Aggregate abstrmseitig mit einer hnlichen Filtrationseinrichtung die Prfluft wieder von den aufgegebenen Stuben zu reinigen. 4.2 Prfstoffe 4.2.1 Prfstaub Die Versuche sind mit Prfstaub A2 oder A4 nach DIN ISO
29、 12103-1 durchzufhren. Es empfiehlt sich, den Prfstaub vor Gebrauch zu durchmischen und zu homogenisieren. 4.2.2 Aerosole fr Sonderprfungen Zur Durchfhrung von speziellen Prfungen knnen andere Aerosole, wie z. B. NaCl, mono- oder poly-disperse Latexpartikel, Pflanzenpollen oder andere, verwendet wer
30、den. In diesen Fllen sind Prfverfahren und Bewertungskriterien zwischen Hersteller und Anwender zu vereinbaren. 5 Prfeinrichtungen 5.1 Allgemeiner Aufbau Ein Ausfhrungsbeispiel fr die Prfaufbauten zur Durchfhrung der Prfungen zeigen die Bilder A.1 bis A.6. Bild A.2 zeigt den Aufbau. Die Anlage ist,
31、zumindest zwischen Staubaufgabe und der abstrmseitigen Probennahme, leitfhig auszufhren und zu erden. Grundstzlich ist bei der Konzeption auf die Minimierung von Partikelverlusten zu achten. Ein dieser Norm entsprechender Prfstand muss die Anforderungen nach Abschnitt 5 und den Tabellen C.1 und C.2
32、erfllen. 5.2 Luftzufhrung Die angesaugte Luft ist nach 4.1.2 aufzubereiten. Nach der Luftversorgungseinheit ist eine Volumenstrom regelung in den Luftzufhrungskanal zu integrieren. Es muss sich ein Volumenstrom im Bereich zwischen 150 m/h und 680 m/h, unabhngig von dem aktuellen Bestaubungszustand d
33、es Filters, auf 3 % einstellen lassen. Die Luftzufhrung ist ab der Volumenstromregelung dicht auszufhren. Bei einem Druckunterschied von 500 Pa gegenber Umgebungsdruck mssen eventuelle Leckstrme kleiner 100 l/min erreicht werden. Die Mae der Luftzufhrungsteile sind zweckentsprechend zu whlen. DIN 71
34、460-1:2006-04 7 5.3 Prfkanal Der Prfkanal ist senkrecht anzuordnen. Durch geeignete Manahmen, z. B. Leitbleche, ist sicherzustellen, dass die Strmung ber dem Querschnitt vergleichmigt wird. In Bild A.2 ist die Ausfhrung dargestellt. 5.4 Prfstaub-Zugabeeinrichtung 5.4.1 Bestaubungsprfung Es ist eine
35、Zugabeeinrichtung zu verwenden, die den Prfstaub gleichmig nach C.2 zufhrt. Die Partikelgrenverteilung darf fr die Prfungen durch die Einrichtung nicht verndert werden. 5.4.2 Einrichtung zur Modifizierung der Hufigkeitsverteilung des Prfstaubes Fr die Messung des Fraktionsabscheidegrades ist es im H
36、inblick auf die Koinzidenzen bei kleinen Partikeln und fehlender statistischer Genauigkeit bei groen Partikeln sinnvoll, die schmalbandige Anzahlhufigkeitsverteilung des Prfstaubes durch eine partikelgrenselektive Verdnnungseinrichtung nach Bild A.5 zu modifizieren. Diese Einrichtung wird hinter der
37、 Zugabeeinrichtung in die Staubaufgabeleitung geschaltet und kann eine zustzliche Verdnnungseinrichtung vor dem Partikel-Zhlgert ersetzen. Bei der Bestimmung der Staubspeicherkapazitt ist die partikelgrenselektive Verdnnungseinrichtung nicht zu verwenden. 5.5 Prfstaub-Zufhrung Die Staubeinbringung e
38、rfolgt entgegen der Strmungsrichtung, wie in Bild A.2 gezeigt. Die gleichmige Verteilung des Prfstaubes im Prfkanal muss nachgewiesen werden. Die Verbindungsleitungen mssen aus elektrisch leitendem Werkstoff sein. Die verwendete Druckluft muss getrocknet und lfrei zugefhrt werden. Zur Verifikation d
39、er Tauglichkeit des Prfsystems im Hinblick auf Konstanz und Gleichfrmigkeit der rum-lichen Verteilung des Prfaerosols, sowie zum Ausschluss von signifikanten Probenentnahmefehlern sind die berprfungen nach 5.6 bis 5.9 durchzufhren: 5.6 Probenentnahmesonden Die Probenentnahmesonden sind grundstzlich
40、entgegen der Luftstrmung einzubauen. Es ist zulssig, mit zwei Sonden an- und abstrmseitig oder alternativ mit einer Sonde auf der Abstrmseite mit und ohne Filter zu messen. Dabei sollte die Strmungsgeschwindigkeit in der Sonde mglichst genau jener in der Sondenumgebung entsprechen (isokinetische Pro
41、benahme). Abweichungen von der Isokinetik von maximal 20 % sind zulssig. Falls mit zwei Sonden gearbeitet wird, muss die Probenahme vor und hinter dem Filter/Filterelement gleichartig sein, insbesondere sind die Anforderungen nach 5.9 zu erfllen. Die Proben-entnahmesonden mssen in der Mitte des Kana
42、lquerschnittes und im gleichen Abstand etwa 100 mm von der Filteroberflche angeordnet werden; Abweichungen sind zwischen Hersteller und Anwender zu vereinbaren. Die Anordnung ist im Prfbericht anzugeben. Sind die Zhlratenunterschiede zwischen An- und Abstrmseite nicht statistisch, sondern systematis
43、ch und reproduzierbar, so sind entsprechende Korrekturfaktoren zu bilden, mit deren Hilfe die Verteilungsmessungen bei der tatschlichen Filterprfung zu korrigieren sind. Diese Prfung muss fr stark abweichende Blenden-geometrien ebenfalls durchgefhrt werden. HINWEIS Sollten bei diesen Messungen syste
44、matische Phnomene auftreten (z. B. stndige Zu- oder Abnahme der Zhlraten usw.), so kann auf Probleme geschlossen werden, die ihre Ursachen auerhalb des hier zu untersuchenden Problemkreises haben. Die mglichen Grnde hierfr sollten durch Untersuchung der in Frage kommenden Komponenten geklrt und bese
45、itigt werden. DIN 71460-1:2006-04 8 5.7 Verbindungsleitungen Bei der Anordnung der Verbindungsleitungen ist darauf zu achten, dass die Partikelverluste durch Impaktion in den Umlenkungen und durch Sedimentation minimiert werden. Diese Verluste treffen besonders die anzahlmig unterreprsentierten groe
46、n Partikel. Alle Leitungen sind, soweit sie Aerosol fhren, so kurz wie mglich zu halten, leitfhig auszulegen und zu erden. 5.8 Partikel-Zhlgert Es sind Partikel-Zhlgerte zu verwenden, die in einem Grenbereich von geometrisch 0,3 m bis 10 m oder aerodynamisch2)0,5 m bis 15 m Durchmesser in mindestens
47、 6 Klassen messen knnen. Der letzte Kanal muss keine Grenklassifizierung mehr enthalten, sondern alle Partikel 10 m (geometrisch) oder 15 m (aerodynamisch) zhlen. Somit sind Partikel-Zhlgerte zulssig, die den aerodynamischen oder den quivalenten geometrischen Durchmesser ermitteln. Die Zhl- und Klas
48、siergerte sind mit zertifizierten monodispersen Latex-Partikeln zu kalibrieren. Die Kalibrierung ist mindestens einmal je Jahr durchzufhren. Das verwendete Partikel-Zhlgert ist entsprechend den Angaben des Gerteherstellers zu warten. Das Zhlereignisverhltnis zwischen Prfpartikelkonzentration und Hintergrund muss fr jeden ausgewerteten Grenkanal mindestens 50 : 1 betragen. ANMERKUNG Umrechnungsgleichung, mit der nherungsweise der geometrische quivalentpartikeldurchmesser errechnet werden kann: paeg1dd = Dabei ist dgder geometrisch
