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家具空气净化器的工作原理是什么?

2023-12-18推荐

空气净化器的工作原理又分3种:

  • 被动吸附过滤式 滤网净化类
  • 主动式净化 无滤网型
  • 双重净化(主动净化+被动净化)
  • 对于空气净化器而言,双重净化(主动净化+被动净化)空气净化器,已是当前空气净化器的整体技术迭代与设计创新的方向。

    ①被动净化: 被动的等待室内空气被抽入机器内,以「直接拦截,惯性碰撞,布朗扩散机理」这3种机制中的一种进行捕获,并通过范德瓦尔斯力、静电引力和毛细管作用, 初效滤网 拦截毛发纤维、飘絮等大颗粒物, HEPA滤网 净化油烟、二手烟、灰尘、PM2.5等污染, 以「活性炭、沸石、多孔树脂、硅藻土、二氧化硅」等吸附载体, 对甲醛和同类型的有机气体进行吸附,以贵金属或者催化剂,对甲醛进行催化分解,分解成二氧化碳和水。
    ②主动净化: 静电除尘、负离子技术 银离子技术、低温等离子技术、光触媒技术、净离子群 离子技术 等,有效、主动的向空气中释放净化灭菌因子,通过空气会扩散的特点,对室内的各个角落对空气进行无死角净化。

    空气净化器内有几层过滤网,主要由 马达、风扇、空气过滤网 等系统组成,其工作原理为: 机器内的马达和风扇使室内空气循环流动,污染的空气通过机内的空气过滤网后将各种污染物清除或吸附,只有洁净空气才可以从出风口排出。

    它有促进空气对流流动的作用,作用也是类似开窗通风,而且还有净化空气污染的能力。

    市面上大多数空气净化器,一般有初效滤网、复合滤网。

    ⑴初效滤网,可以清洗,过滤直径600微米以上颗粒物或较大毛发、棉絮、灰尘等。
    ⑵复合滤网,如HEPA滤网层, 可通过范德瓦尔斯力、静电引力和毛细管作用,可以过滤0.1微米以上的颗粒灰尘及各种悬浮物。 如除甲醛复合网,以「活性炭、沸石、多孔树脂、硅藻土、二氧化硅」等吸附载体, 对甲醛和同类型的有机气体进行吸附,以贵金属或者催化剂,对甲醛进行催化分解,分解成二氧化碳和水。

    但是,咱们衡量一台空气净化器的净化效果,通常可以看 第三方机构检测报告

    一、满足新国标的「三高一低」

    一款专业型空气净化器,它应当符合 【空气净化器】国家标准 (标准号为GB/T18801-2015)规定,也满足新国标所说的「三高一低」: 高CADR、高CCM、高能效等级、低噪音。

    为了方便知友们更好地理解,继续以6款热销款的新颐小白3.0来举例。

    ⑴高CADR:

    CADR代表污染物净化效率,数值越大,净化效率越快。 经第三方CMA检测机构检测,实测颗粒物CADR值839立方米/每小时,甲醛CADR值618立方米/每小时。

    参考新国标给的一个公式: 适合面积 = 0.07~0.12 * 颗粒物CADR, 那么它的适用面积为58~100平方。

    ⑵高CCM:

    CCM代表污染物净化能力,净化能力也强,滤网使用寿命也越长。 在第三方检测机构的30立方的试验舱中,加入甲醛总重量378.6毫克,搅和均匀以后的实验舱甲醛浓度是12.62毫克/立方米(即舱内甲醛浓度超标157.75倍), 仅需25分钟,便可净化舱内甲醛至0.09毫克/立方米

    此外,其滤网具有高效催化分解甲醛的特性,去除甲醛1500毫克,性能仅下降4.3%。从数据基本面来看,考虑到性能衰减函数的影响, 除甲醛CCM估计在13000~15000毫克 ,可谓除醛更彻底、寿命更长久。

    ⑶高能效等级:

    高能效等级,是指颗粒物CADR值与额定功率的比值。 净化能效值,在【空气净化器的净化能效的标准规定】中有提及到,它的新国标定义:净化能效值是指 CADR洁净空气量与额定功率的比值 ,分为颗粒物净化能效及甲醛净化能效。

    也即是说: 能效比值越高,越节能省电。

    能效比值,在3.5~8之间,可为三级能效;
    能效比值,在8~11之间,可为二级能效;
    能效比值,大于11,可为一级能效。

    譬如,新颐小白3.0的颗粒物CADR实测839.9m³/h,甲醛CADR实测618.3m³/h,额定功率48.3W。也就是说:

    颗粒物净化能效值 = 839.9/48.3 = 17.39 m³/(W·h) 。适合「九星认证」的认证实施规则,颗粒物净化能效≥8m³/(W·h)。

    甲醛净化能效值 = 618.3/48.3 = 12.8 m³/(W·h)

    从以下表格可看出,新颐小白3.0的 颗粒物和甲醛净化能效值,均大于11 m³/(W·h)

    因此,新颐小白3.0空气净化器,为「一级能效」产品,获得过钟南山院士名字命名的 「南山奖」 ,中国能效标识显示为 「一级耗能等级」

    ⑷低噪音:

    低噪音,建议睡眠噪音小于40分贝的空气净化器,这样即使在睡眠期间运行,也不会影响咱们的睡眠质量。

    其静音档位噪音值仅有36.6分贝,不会影响正常生活和休息。

    若是空气净化器的性能很强,如高CADR、高CCM,但是能效等级低、噪音值高,就容易耗电、影响日常睡眠质量,这就不太符合新国标所说的「三高一低」了。

    二、4大维度去解析研判

    以前,雾霾天恶劣严重, 人们单纯只看重品牌,不管价位是5千或是过万 ,也是咬紧牙关购置了。但是,随着空气净化器乱象横生的过去,空气净化器「恐慌式消费」正逐渐消失并回归理性,人们慢慢不再单纯只看重品牌,更看重 产品性能、技术迭代与设计创新、性价比等因素

    对于空气净化器而言,除了新国标说的「三高一低」: 高CADR、高CCM、高能效等级、低噪音值。 它的净化方式与原理,也非常重要。

    若是空气净化器的性能很强,如 高CADR、高CCM, 但是 能效等级低、噪音值高 ,就容易耗电、影响日常睡眠质量,甚至由于它的净化方式与原理的影响, 滤网寿命明明很长,但是出现泛酸、释放异味 ,不得不提前更换滤网,这无疑间接增加了耗材成本的支出。

    譬如,很多大V或家电测评人所说的「 夹炭布(易酸)、柱状炭(不易酸) 」,本质上怎么分析,它们也就是活性炭。而并不是只有活性炭才能吸附甲醛和同类型的有机气体,如「 沸石、多孔树脂、硅藻土、二氧化硅 」等吸附载体,也可以对甲醛和同类型的有机气体进行吸附,再以贵金属或者催化剂,也可以对甲醛进行催化分解,分解成二氧化碳和水。

    所以,空气净化器的净化原理与方式,也是相当重要的。

    咱们对多品的空气净化器进行评测分析时,可以从 4大维度去解析研判 ,譬如:

    1. 空气净化器参考荣誉, 包括 「南山奖」、九星认证 等。
    2. 净化方式与原理 ,包括不限于 负离子净化技术、催化剂净化技术、氨基酸净化技术、活性炭吸附法技术、静电净化技术 等。
    3. 第三方检验检测报告 ,包括不限于 中国计量认可标志CMA、实验室认可标志CNAS、国际互认检测标志ILAC-MRA 等。
    4. 相关性能参数 ,包括不限于 CADR值、CCM值、静音档噪音、使用面积、轻便搬运、特色功能、额定功率 等。

    譬如:机器拿到了空气净化器行业的参考荣誉,如 南山奖、九星认证 等,品质方面也可相应对其加分。有 第三方检验检测报告 佐证,就可以证实它并没有虚假宣传。有 相关性能参数的检测报告 ,才好判断它是否是 多种污染物去除的空气净化器。

    三、空气净化器的国家标准定义

    我国2015年修订颁布了【空气净化器】国家标准,标准号为GB/T18801-2015。修改后标准对空气净化器的定义为: 对室内空气中的固态污染物、气态污染物、微生物等一种或多种污染物具有一定去除能力的家用和类似用途的电气。常见的室内污染有

  • 室内颗粒物 ,主要有 二手烟、厨房油烟、霉菌孢子、户外灰霾、猫狗皮屑过敏原、螨虫尸体、户外花粉、粉尘 等。
  • 室内气态污染 ,主要有 甲醛、苯、tvoc、氨气、乙醛、醋酸、二手烟味、异味臭味 等。
  • ③室内微生物 ,主要有 霉菌、真菌、尘螨、细菌、冠状病毒 等。
  • 值得咱们注意的是, 一种污染物去除 、多种污染物去除,都可以是空气净化器。

    比如,咱们入手空气净化器的目的,是为了除甲醛,即是去除气态污染物,但是所购置的空气净化器只是适用去除固态污染物,那么效果就不明显了。
    所以,往往出现类似这样的现象,没有弄清本质,没有对症下药去解决问题,最终很多家长们就会觉得花了冤枉钱,认为是缴了低智商税。

    故此,咱们真打算要入手 具有多种污染物去除能力 的空气净化器,就真的要着实下足功夫了。

    通常, 咱们衡量一台空气净化器的净化效果,可以看第三方机构检测报告。

    因为 第三方权威检测报告 ,是 专业贸易领域中唯一评判产品品质的依据 。它用了什么方法什么标准,咱们可以一目了然。若是这报告数据有误或存在漏洞,将会构成欺诈或虚假宣传,这是要承担法律责任的。

    咱们要看检验检测报告是否 CMA、CNAS、ILAC-MRA三个标志齐全 ,并 标注具体标准及默认检测方法的报告 ,再看 CADR值、CCM值、除菌率、除臭率、噪音值 等性能数据。

    譬如,市面上有些商家上架到店铺写着 CADR值过千 ,但是 并没有贴出第三方检测机构质量监督检测报告 ,那么 这就不太可信的

    ㈠去除固态污染物的能力

    为了方便知友们更好地理解,就以6款热销款的新颐小白3.0来举例。譬如,新颐小白3.0有第三方检测机构的检测报告显示:

    ㈡去除气态污染物的能力

    为了方便知友们更好地理解,就以6款热销款的新颐小白3.0来举例。譬如,新颐小白3.0有第三方检测机构的检测报告显示:

    ㈢去除微生物的的能力

    为了方便知友们更好地理解,就以6款热销款的新颐小白3.0来举例。譬如,新颐小白3.0有第三方检测机构的检测报告显示:

    四、空气净化器,是怎么去除甲醛的?

    市面上,很多空气净化器它们大多采用 以「活性炭」为载体 ,通过 物理改性、化学改性 的催化方式来催化氧化,以「 碰撞、拦截和扩散 」这3种机制中的一种进行捕获,并通过 范德瓦尔斯力、静电引力和毛细管作用,不仅可以吸附甲醛,也可以分解甲醛,从而提高除醛效率,提高滤网的使用寿命。

    譬如,市面上很多品牌如小米、飞利浦等这些大品牌,基本都是采用 活性炭吸附法净化技术 ,以 活性炭 为载材原料,以 片层堆叠结构 来实现活性基团位点迅速固定,能快速捕捉与吸附甲醛等气态污染物,并将其通过 物理改性和化学改性 的催化方式来催化氧化。

    活性炭有一个特征,就是无选择吸附。

    就是说,它可以对固态污染物、气态污染物 、微生物等有一定的吸附能力,为了追求高效除醛,现在的活性炭成分滤网大多都通过 改性或添加其他成分 ,不仅可以吸附甲醛,还可以将吸附的甲醛分解,从而提高除醛效率,提高滤网的使用寿命。

    也就是说, 除了吸附甲醛,还会吸附人们活动所产生的气味、食品散发的味道、装饰家具所释放的TVOC

    但是,活性炭对甲醛的吸附量较小, 1克优质活性炭 只能去除0.1-10毫克的甲醛。

    特别新家装修后的房子,譬如,室内装饰材料( 板材、地板革 、油漆、涂料、石材、水泥、家具、化纤地毯 、壁纸 等),经过自然分解产生 甲醛、苯、氨 等有机污染物质,防火或隔音保温材料中的石棉也会造成污染。 这些材料所使用的胶粘剂中含有大量甲醛,一旦遇热、变潮,甲醛就会从这些材料中散发出来。

    基于无选择吸附的特性, 部分TVOC会和甲醛竞争,导致活性炭对甲醛吸附量大幅下降。

    所以,在实际室内环境中,活性炭很容易吸附饱和而失去作用。

  • 当滤芯接近吸附饱和时,活性炭会随着温度的上升而将部分甲醛和VOC释放出来,并产生异味;
  • 当活性炭受潮了,空气净化器停止运行后,活性炭上的微生物会在局部厌氧的条件下部分利用VOC并产生臭味。
  • 正如,咱们现实生活中也会发现,潮湿毛巾容易有臭味,就是由于细菌繁殖导致的。细菌最容易繁殖的自然条件是高温高湿,毛巾又多是湿用日用品,一旦温度条件适宜,细菌就会大量孳生繁殖。细菌的排泄物中含有大量氨气、乙醛、硫化氢等异味,会让毛巾产生恶臭。

    所以,空气净化器的整体技术走势,都是在往 催化剂净化技术 走。

    为了方便知友们更好地理解,以6款热销款的新颐小白3.0 来举例。

    譬如,新颐小白3.0空气净化器 ,其滤芯载体采用的是, 上海交通大学吴吉祥 教授在几十年的摸索后所发明的「空气魔硅」 ,就是把 「空气魔硅」取代了「传统活性炭」 来作为载材原料, 在第三方CMA检测机构中科院的检测实验表明,空气魔硅对含甲醛空气的净化量是传统活性炭的300多倍 ,而且是分解甲醛,不是活性炭成分滤网,不是类似活性炭的吸附。

    它采用的是 催化剂净化技术(室温催化) 。其原理,是采用非碳基材料、HEPA滤网、空气魔硅(新型纳米多孔二氧化硅凝胶材料)的三重净化技术催化分解甲醛。 通过「碰撞、拦截和扩散」这3种机制中的一种进行捕获,并通过范德瓦尔斯力 、静电引力和毛细管作用,粘附到过滤纤维上,以「吸附+分解」进行除菌消毒、除甲醛。

  • 实测除甲醛CADR值:618.3m³/h
  • TVOC去除率 93.5%
  • 臭味去除率 97.9%
  • 「疯狂的挑战 」检测实验中,新颐小白3.0在第三方CMA检测机构中挑战安全标准3000倍总量甲醛, 在30立方的试验舱里加入甲醛总重量378.6毫克 ,搅和均匀以后的实验舱 甲醛浓度是12.62毫克/立方米,仅需25分钟就可净化降到0.09毫克/立方米以下

    https://www.zhihu.com/video/1721571830803034112

    滤网具有高效催化分解甲醛的特性,去除甲醛1500毫克,性能仅下降4.3%,可谓:除醛更彻底、寿命更长久。

    最近我整理了市面上一些热销款,不泛也有得过 科技创新 空净产品「南山奖」 的品牌,比如 新颐小白、A.O.史密斯 等。

    很多时候,咱们挑选空气净化器会更偏于品牌、机器的性能参数,譬如: CADR值与CCM值高不高啊、静音效果怎样(放儿童房或卧室会不会影响睡眠)、搬运轻不轻便(能否手提、重量怎样、有没有万向轮 )、额定功率高不高(功率越高、净化能效值不高,就越耗电)、特色功能(能语音控制、APP远程控制、可选装加湿盒子、有负离子功能) ,也有第三方检测报告佐证,就是说净化效率是有第三方检测机构 验证,但是往往忽略了净化方式与原理,忽略品质口碑(是否拿过 南山奖、九星认证 )。

    篇幅有限,最近我汇总了5类常见空气净化类型(如 负离子净化技术、催化剂净化技术、氨基酸净化技术 、活性炭吸附法 技术、静电净化技术 等),更多详细维度分析,感兴趣的知友也可看: