Verbundvorhaben: NANOFIL - Modeling of Nanofibers and Submicron Filtration Phenomena - 'Optimierung der Abscheide- und Energieeffizienz innovativer Luftfiltermedien im Mikron- und Submikron-Bereich durch verbesserte Modellansätze.'
Zeitraum
2022-06-01 – 2025-05-31
Bewilligte Summe
212.807,19 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN2081B
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - mechanische und thermische Trennverfahren [EA3208]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN2)
Förderprogramm
Energie
Luftfilter in stationären Gebäudebelüftungsanlagen dienen dem Schutz von Personen sowie sensibler technischer Komponenten vor schädlichen Verunreinigungen, von Feinstpartikeln bis hin zu Viren und Keimen. Herzstück solcher Filtersysteme sind hocheffiziente Filtermedien mit entsprechender Partikelabscheideleistung, die insbesondere durch den Einsatz feinster Synthetik-, Glas- oder Nanofasern realisiert werden können. Vor dem Hintergrund steigender Energiekosten und der Notwendigkeit der weltweiten CO2-Reduktion rückt der Energieverbrauch von Luftfiltern zunehmend in den Fokus. Um diesen zu senken, wird für moderne Luftfiltermedien neben hoher Abscheideleistung ein möglichst geringer Druckverlust gefordert. In der Entwicklung von Filtermedien für spezifische Anwendungen stellt die Simulation ein wertvolles Werkzeug dar. Durch Vorhersage der Leistung eines Filtermediums kann dessen Mikrostruktur zielgerichtet zur Erfüllung bestimmter Anforderungen optimiert werden. Dies setzt jedoch eine korrekte Abbildung der hierbei auftretenden Effekte voraus, um die Validität der vorhergesagten Materialeigenschaften zu garantieren. Insbesondere für die Vorgänge bei der Abscheidung von Feinstpartikeln an feinsten Fasern existieren derzeit noch keine anwendungsgerechten Modellansätze. Ziel dieses Projektes ist es, die in der virtuellen Filtermedienentwicklung etablierten Simulationsmodelle zu verbessern und im Hinblick auf die Berücksichtigung submikroner Fasern (Nanofasern) zu erweitern. Hierzu werden geeignete Submodelle entwickelt und in ein Gesamtsimulationsmodell integriert, um insbesondere die bisher vernachlässigten Effekte zu berücksichtigen. Das verbesserte Modell wird zunächst umfangreich validiert werden. Abschließend wird seine Anwendungstauglichkeit durch die erstmalige simulationsgetriebene Vorhersage eines optimierten, mit Nanofaserbeschichtung versehenen Luftfiltermediums demonstriert, welches dann hergestellt und auf seine Leistungsfähigkeit überprüft wird.