Was sind HEPA und ULPA?

In Reinräumen, biologischen Sicherheitswerkbänken, pharmazeutischen Werkstätten, Halbleiterfabriken und anderen Orten, an denen strenge Anforderungen an die Luftreinheit gestellt werden, sind HEPA und ULPA die beiden wichtigsten Endluftfilter.

HEPA (High Efficiency Particulate Air) , der chinesische vollständige Name ist hocheffizienter Luftfilter. HEPA bezieht sich auf einen Filter, der eine Auffangrate von mehr als 99,97 % für Partikel mit einer Partikelgröße von 0,3 μm und einen anfänglichen Druckverlust von weniger als 245 Pa unter Nenndurchflussbedingungen aufweist. HEPA ist die einfachste Endfiltrationsausrüstung in Reinräumen und wird häufig in Reinraumumgebungen der ISO 5-9 eingesetzt.

ULPA (Ultra Low Penetration Air) , der chinesische vollständige Name ist ein Luftfilter mit ultrahohem Wirkungsgrad. ULPA ist eine aktualisierte Version von HEPA. Unter Nenndurchflussbedingungen beträgt die Erfassungsrate mehr als 99,9995 % für Partikel mit einer Partikelgröße von 0,15 μm (einige Standards liegen bei 0,12 μm). Die Filtergenauigkeit von ULPA ist viel höher als die von HEPA und es eignet sich für Umgebungen mit extrem hoher Reinheit ISO 1-4.

Um es einfach auszudrücken: HEPA ist „hocheffizient“ und ULPA ist „supereffizient“ – beide sind die „letzte Verteidigungslinie“ für die Luftfiltration, aber der Filtrationsstandard von ULPA ist zwei Größenordnungen höher als der von HEPA.

Der Hauptunterschied zwischen HEPA und ULPA

1. Unterschiedliche Filtrationseffizienzen

Dies ist der grundlegendste Unterschied zwischen den beiden.

Betrachtet man spezifische Daten: Die Filtrationseffizienz von HEPA für 0,3 μm große Partikel liegt bei über 99,97 %, während die Filtrationseffizienz von ULPA für 0,12 μm große Partikel sogar bei 99,9995 % liegt. Umgerechnet in die Penetrationsrate lässt HEPA 0,03 % der Partikel durch, während ULPA nur 0,0005 % der Partikel durchlässt – die Penetrationsrate von ULPA beträgt nur ein Sechzigstel der von HEPA。

2. Unterschiedliche Qualitätsstandards

Hocheffiziente und ultrahocheffiziente Filter unterliegen strengen Klassifizierungen:

HEPA entspricht normalerweise den H13- und H14-Werten und ULPA entspricht U15, U16 und U17. Von 99,995 % von H14 bis 99,9995 % von U15 scheint es nur einen Pegelunterschied zu geben, aber tatsächlich hat sich die Filtergenauigkeit um eine Größenordnung verbessert.

3. Verschiedene anwendbare Szenarien

4. Unterschiedlicher Widerstand und Energieverbrauch

Je höher die Filtergenauigkeit, desto größer ist der Widerstand beim Durchströmen der Luft durch das Filtermaterial.

• HEPA-Anfangswiderstand : ca. 150–220 Pa

• ULPA-Anfangswiderstand : ca. 200–280 Pa

Bei gleicher Größe ist der Anfangswiderstand von ULPA etwa 30 % höher als der von HEPA. Das bedeutet, dass eine mit ULPA ausgestattete FFU einen Ventilator mit höherem statischen Druck benötigt, um den Widerstand zu überwinden, und der Energieverbrauch entsprechend steigt.

5. Unterschiedliche Kosten

Die Anschaffungskosten für ULPA betragen normalerweise das 2,5- bis 3,5-fache der Anschaffungskosten für HEPA. Darüber hinaus wird ULPA in der Regel häufiger ausgetauscht als HEPA. Solange die Sauberkeit dem Standard entspricht, gilt: Je höher das Niveau, desto besser – eine Überkonfiguration führt zu unnötigen Kostenbelastungen.

Wie wählt man HEPA oder ULPA?

Bei der Auswahl empfiehlt sich eine schrittweise Beurteilung nach folgender Logik:

Schritt eins: Klärung der Anforderungen an den Sauberkeitsgrad

• Erfordert Sauberkeit der ISO-Klasse 5 (Klasse 100) und darunter → HEPA (H13/H14) ist ausreichend

• Höchste Reinheit der ISO-Klasse 3 und höher ist erforderlich → ULPA (U15+) erforderlich

Schritt zwei: Bewerten Sie die Prozessempfindlichkeit

• Halbleiterlithographie, Nanofertigung, Luft- und Raumfahrtmontage und andere Szenarien, die empfindlich auf 0,1-μm-Partikel reagieren → ULPA

• Herkömmliche saubere Szenen wie pharmazeutische Abfüllung, Krankenhauschirurgie, Lebensmittelverarbeitung usw. → HEPA

Schritt drei: Kosten und Nutzen abwägen

• Begrenztes Budget und moderate Sauberkeitsanforderungen → HEPA ist die kostengünstige Wahl

• Das Streben nach höchster Sauberkeit und extrem hohen Ertragsanforderungen → Die Investition von ULPA lohnt sich

Schritt 4: Erwägen Sie die Systemanpassung

ULPA hat einen höheren Widerstand. Vor der Auswahl müssen Sie bestätigen, ob der statische Lüfterdruck der vorhandenen FFU oder Klimaanlage ausreichend ist. Andernfalls müssen Sie gleichzeitig die Lüfterkonfiguration aktualisieren.

Häufige Missverständnisse

Mythos 1: ULPA muss besser sein als HEPA. Nicht alle Szenarien erfordern ULPA. H14 HEPA für Reinräume der ISO-Klasse 5 (Klasse 100) erfüllt die Standards vollständig. Wenn Sie sich blind für ULPA entscheiden, steigen nur die Beschaffungskosten und der Betriebsenergieverbrauch.

Mythos 2: HEPA und ULPA sind austauschbar. Die beiden haben unterschiedliche Widerstände und ein direkter Austausch kann zu einer unzureichenden Luftmenge oder einer Überlastung des Lüfters führen. Vor dem Austausch muss die Systemkompatibilität bestätigt werden.

Missverständnis 3: Betrachten Sie nur die Filtrationseffizienz und ignorieren Sie die Partikelgröße des Tests. 99,97 % von HEPA wirken gegen 0,3 μm große Partikel und 99,9995 % von ULPA gegen 0,12 μm große Partikel. Die Testbenchmarks der beiden sind unterschiedlich und ein direkter Vergleich der Zahlen ist sinnlos.

Übersicht über den Vergleich zwischen HEPA und ULPA

Aili Industry – ein Hersteller von Filtern für die gesamte Industriekette

Aili Industrial beschäftigt sich seit fast zwei Jahrzehnten intensiv mit der Reinraumausrüstung. Von der Auswahl des Filtermaterials über den Faltprozess bis hin zur Rahmenversiegelung beherrscht das Unternehmen unabhängig die Kernherstellungstechnologie von HEPA-Hocheffizienzfiltern und ULPA-Ultrahocheffizienzfiltern. Die Produkte umfassen HEPA-Filter der Stufen H13 und H14 (Filtrationseffizienz für Partikel mit einer Größe von 0,3 μm ≥ 99,97 %–99,995 %) sowie ULPA-Filter der Stufen U15 und U16 (für Partikel mit einer Größe von 0,12 μm). Partikelfiltrationseffizienz ≥99,9995 % - 99,99995 % unter Verwendung importierter ultrafeiner Glasfaserfilterpapiere oder PTFE-Filtermembranen. Jede Einheit wird einzeln gescannt und auf Undichtigkeiten getestet, bevor sie das Werk verlässt, um eine 100 %ige Standardlieferung sicherzustellen. Aili Industrial kann professionelle Filterauswahlvorschläge basierend auf Ihrem Reinheitsgrad und Ihren Prozessanforderungen bereitstellen und sich an die unterschiedlichen Reinigungsanforderungen von 13 großen Branchen wie Halbleiter, Displays, Pharmazeutik, Lebensmittel und Rechenzentren anpassen.

Wenn Sie Vorschläge zur Auswahl von HEPA- oder ULPA-Filtern benötigen, wenden Sie sich bitte an das professionelle technische Team von Aili Industrial.