淺析家用空氣凈化器技術(shù)原理與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)

引言

近年來越來越多的家庭選擇使用家用空氣凈化器來提高室內(nèi)空氣質(zhì)量。由于各空氣凈化器生產(chǎn)廠家所采用的材料和技術(shù)不盡相同,導(dǎo)致市場上家用空氣凈化器的規(guī)格、種類、具體功能等也存在差異。雖然國家近年來頒布了相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),淘汰了一批質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)的凈化器,但市面上的家用空氣凈化器品牌依然混雜,如何選擇合適的家用空氣凈化器就成為了人們十分關(guān)心的問題。本文依照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),從空氣凈化器的技術(shù)原理和標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)方面對(duì)家用空氣凈化器進(jìn)行研究,為合理選擇凈化器提供參考依據(jù)。

1空氣凈化技術(shù)原理和應(yīng)用

1.1HEPA技術(shù)

HEPA是指高效過濾器,即采用達(dá)到HEPA標(biāo)準(zhǔn)的高效過濾網(wǎng)過濾細(xì)小微粒,達(dá)到清潔空氣的效果。HEPA技術(shù)比較適用于規(guī)模較大、潔凈度要求較高的場所,比如醫(yī)藥工廠潔凈房。HEPA技術(shù)是去除顆粒物最有效的一種技術(shù),并且應(yīng)用十分簡單。

1.2活性炭技術(shù)

活性炭是一種多孔材料,具有極強(qiáng)的吸附能力,不易溶解,狀態(tài)十分穩(wěn)定?；钚蕴考夹g(shù)分為多種類型,都具有凈化空氣的作用,還可對(duì)氣味較大的空間進(jìn)行氣味清潔,也被廣泛應(yīng)用于水過濾等領(lǐng)域。

1.3負(fù)離子凈化技術(shù)

負(fù)離子能夠與空氣中的懸浮顆粒相結(jié)合,形成重離子沉降到地面上,因此具有良好的空氣凈化作用,同時(shí)負(fù)離子也有提高人體免疫力,促進(jìn)血管血液循環(huán)的作用。負(fù)離子凈化技術(shù)在凈化器中較為常見,但是去除灰塵的效果不佳,因?yàn)槌练e在地面的重離子受到環(huán)境影響,會(huì)漂浮擴(kuò)散讓空間再次充滿灰塵。在實(shí)際應(yīng)用中,通常將該技術(shù)與HEPA技術(shù)結(jié)合,使其發(fā)揮出更好的凈化作用。

1.4臭氧凈化技術(shù)

氧原子的氧化性較強(qiáng),對(duì)于細(xì)菌等有極強(qiáng)的破環(huán)力,因此臭氧凈化技術(shù)的特點(diǎn)是殺菌力極強(qiáng),消滅細(xì)菌極為徹底,不會(huì)像負(fù)離子凈化技術(shù)那樣對(duì)空氣造成二次污染,且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。但鑒于臭氧本身的化學(xué)特性,會(huì)對(duì)人體健康有一定影響,所以該殺菌技術(shù)并不適用于家用空氣凈化器。

1.5光觸媒技術(shù)

光觸媒是所有具有光催化功能材料的統(tǒng)稱,在實(shí)際應(yīng)用中主要的材料代表為Ti02,其凈化原理是通過Ti02在光照射下與空氣中的氧氣和二氧化碳相結(jié)合,發(fā)生化學(xué)反應(yīng),同時(shí)Ti02表面產(chǎn)生一種具有強(qiáng)氧化能力的超氧陰離子自由基與氫氧自由基,兩種自由基能夠?qū)⒖諝庵械募?xì)菌、污染等分解成潔凈的氧氣和二氧化碳。

1.6等離子體技術(shù)

等離子體生成過程中會(huì)產(chǎn)生紫外線、帶電粒子以及活性成分,這些產(chǎn)生物能夠殺死空氣中的細(xì)菌,達(dá)到凈化效果。等離子體技術(shù)主要用于醫(yī)療器械、食品包裝等領(lǐng)域的滅菌工作中。由于構(gòu)成等離子體的因素較多,不同因素構(gòu)成的等離子體有不同的殺菌效果,但在家用空氣凈化器中并未得到安全驗(yàn)證,因此不建議將該技術(shù)運(yùn)用在家用空氣凈化器中。

2空氣凈化器標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)

最新的《空氣凈化器》標(biāo)準(zhǔn)（GB/T18801一2015）經(jīng)過審核后已于2016年3月正式施行,新標(biāo)準(zhǔn)更加細(xì)致,規(guī)定更加嚴(yán)格,使得空氣凈化行業(yè)生產(chǎn)更加規(guī)范。

本文主要從潔凈空氣量(CADR）、累積凈化量(CCM）、噪聲3個(gè)方面考量空氣凈化器標(biāo)準(zhǔn)參數(shù),同時(shí)根據(jù)企業(yè)一般定義介紹去除率的計(jì)算方法。

2.1潔凈空氣量%CAD）

潔凈空氣量是指空氣凈化器在規(guī)定狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測得的空氣污染凈化能力參數(shù),這需要根據(jù)凈化器的試用面積決定,國標(biāo)計(jì)算公式為:

式中,V是實(shí)驗(yàn)空間的容積(m3）:0e和0n是衰減常數(shù):0是清潔空氣含量(m3/h）。

CADR值的參考指標(biāo)計(jì)算公式為:

潔凈空氣量取決于空間通風(fēng)狀態(tài)和空氣污染程度。CADR值越大,表示空氣凈化器適用的空間越大,潔凈能力越強(qiáng),但是如果CADR值超過一定限度,就難以有效控制整個(gè)房間的空氣質(zhì)量,所以一臺(tái)凈化器的凈化面積通常控制在30～40m2。

2.2累積凈化量(CCM）

累積凈化量是指空氣凈化器在規(guī)定狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測得對(duì)空氣中所需凈化物的累積凈化效果。該參數(shù)具體指標(biāo)是指空氣凈化器的清潔效果下降到50%的時(shí)候,凈化器清潔凈化所需凈化物的總量。國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T18801—2015附錄D對(duì)凈化器凈化顆粒物的CCM評(píng)價(jià)分檔如表1所示,附錄E對(duì)甲醛的CCM評(píng)價(jià)分檔如表2所示。

CCM決定了凈化器濾芯的使用年限,所以CCM值越大,空氣凈化器濾芯的使用時(shí)間越長。CCM與凈化器和凈化技術(shù)有直接關(guān)系,凈化顆粒物需要依靠HEPA技術(shù),凈化甲醛可使用活性炭技術(shù)。

根據(jù)表1中P3級(jí)別的累計(jì)凈化量進(jìn)行判斷,空氣凈化器濾芯能夠使用5個(gè)月左右:表2中F3級(jí)別的空氣凈化器濾芯可使用1個(gè)月左右。對(duì)于普通家庭,空氣凈化器可選擇P3檔,但是綜合考慮價(jià)格,P3檔價(jià)格稍高,可選擇P2檔,該等級(jí)使用時(shí)間長,價(jià)格也合理。

2.3噪聲

根據(jù)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T18801—2015規(guī)定,空氣凈化器在工作過程中需要符合凈化器噪聲限值(表3）規(guī)定。

凈化器噪聲主要取決于在運(yùn)行過程中風(fēng)機(jī)的風(fēng)量大小,風(fēng)量較小時(shí),噪聲明顯降低:風(fēng)量較大時(shí),噪聲明顯增加。因此,凈化器在夜間運(yùn)行過程中需要調(diào)整風(fēng)量,以免影響人們的睡眠質(zhì)量。

2.3去除率

對(duì)于去除率,新標(biāo)準(zhǔn)中暫時(shí)沒有具體定義,但是在空氣凈化特別是去甲醛等方面,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這個(gè)詞匯。目前一般企業(yè)通常采用公式(3）來計(jì)算去除率:

式中,C0是被去除物的初始濃度:C1是被去除物的當(dāng)前檢測濃度。

根據(jù)公式(3）可以看出,測試時(shí)間長短和空間大小對(duì)于去除率有極大影響。由于新標(biāo)準(zhǔn)中未注明此項(xiàng),因此不同企業(yè)生產(chǎn)的空氣凈化器去除率參考意義不大,比如按照標(biāo)準(zhǔn)空間和按照1m3空間測試出的去除率就會(huì)失去對(duì)比性。對(duì)于去除率這個(gè)參數(shù),只能作為空氣凈化器的一個(gè)參考指標(biāo),而不能依據(jù)此指標(biāo)進(jìn)行選型。

3結(jié)語

本文介紹了幾種空氣凈化技術(shù)的原理和應(yīng)用范圍,依據(jù)最新的空氣凈化器標(biāo)準(zhǔn),分別對(duì)CADR、CCM、噪聲3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)及去除率這個(gè)非標(biāo)參數(shù)進(jìn)行了探究,具體分析了各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的含義和計(jì)算公式,對(duì)于了解空氣凈化技術(shù)參數(shù)和選擇空氣凈化設(shè)備有一定的參考意義。