空调系教你如何选择空气净化器

本文来源:微信公众号:鹤运(微信号 ILoveTsinghua),作者:筱之又筱,版权归属作者所有。

作者说:

文章《空调系博士教你几个科学的防霾姿势》中,我立了一个flag:明天有空的话写一篇“空调系教你如何选择净化器”。然后朋友们都催着我写净化器,有一种被催婚的感觉……本以为一天就能写完的内容,我写了整整两天。下面请看——

在前文中,我们已经向大家解释过,为什么当室外污染严重时,室内空气也要做净化处理,并建议还没有安装新风系统的家庭先考虑买家用净化器。

那么问题来了,市场上的空气净化器琳琅满目,什么活性炭负离子静电光催化智能wifi,价格也从几百到几千不等。为了我和家人的健康,应该买什么样的净化器呢?

作为一个工科生,我想先从颗粒物的去除机理开始讲起。明白了它们的工作原理,自然就能判断出好坏了(如果对净化器的原理不太感兴趣,可跳过图1、图2,跳到图3后面继续阅读)。

虽然市面上卖的净化器有着这样那样的噱头,但去除PM2.5的原理基本上不会跳出下图的范畴:

图片出处见水印

静电型除尘器为例,它利用静电吸引机理,除尘范围广、效率高。但耗电大,而且需要较高的电压,在高压下通常会产生臭氧。而臭氧也是危害很大的污染物,买静电型的净化器,就有点引狼入室的意思。(不信你去看空气质量监测指标,不仅有二氧化硫、一氧化碳,还有臭氧。)而新闻里面有老外把一台高达7m的号称世界上最大的静电除尘器放到了望京,还做了雾霾戒指出来卖,不但耗电巨大、效果甚微,而且释放了更多的臭氧,得不偿失(但是偏偏有人信啊)。

荷兰艺术家花4年为北京造出治霾神器,然而这“世界上最大的空气净化器”,却意外地撩到了小清新的心

再如负离子净化器,也是利用带电分子去除颗粒物,它比静电除尘器好的地方在于,操作电压较小不易产生臭氧。清华空调系的创业团队所研发的coclean净化器就用了负离子的技术,研发了一种可以挂在脖子上的随身净化器,而且实测的净化效率也不错。但它的净化体积小,易受气流的干扰,适合坐在办公室里面的白领戴,不能指望它能净化一个房间

图为Grinshpun等人在小空间中关于负离子随身净化器的实验结果(Grinshpun S A, Mainelis G, Trunov M, et al. Evaluation of ionic air purifiers for reducing aerosol exposure in confined indoor spaces. Indoor air, 2005

再比如,有人用湿式分离的方法去除PM2.5:喷水增加颗粒聚集,利用的是重力沉降的原理。其优点是对小颗粒效率很高,但有可能会滋生其他微生物(自行搜索军团菌,但凡了解了军团菌的历史,你会对任何带加湿的产品持慎重态度的)。

这样一比较才觉得,采用过滤分离原理去除颗粒物的空气过滤器,简直是净化器中的清华工科男:

既经济又适用

以最常用的纤维过滤器为例,主要利用了惯性效应、拦截效应和扩散效应去“捕捉”颗粒物。惯性效应和拦截效应比较直观容易理解,通常对大颗粒物有效。而小颗粒物主要是靠扩散效应“捕捉”。当一个颗粒布朗运动时,该颗粒碰撞到一根纤维而被捕捉,通过吸引和捕捉,它在介质中创造一个较低浓度的区域,使得另一个粒子从高浓度区扩散至该区域被捕捉。

扩散效应示意图

敲黑板,注意看下面!

影响纤维过滤器效率的因素很多,除了颗粒物的尺寸,还有颗粒种类、形状,纤维粗细,过滤速度,纤维填充率,气流参数,容尘量等等。这些因素的整体表现可以用CADR(洁净空气量)来概括,即单位时间提供“洁净空气”的多少。净化室内空间所需时间=(房间容积/净化器CADR)×(2或3)。“例如,一个40立方米的空间,如果用的是CADR为40立方米每小时的净化器,那么算下来将室内空气净化干净需要大约3小时。”

请关注净化器的CARD值

国标《空气净化器 GB/T 18801-2015》里建议净化器去除颗粒物污染物的适用面积S=(0.07~0.12)*CADR,我在清华住单人间,宿舍面积大概是10平米,那我选择的净化器的CADR就应该在83到143立方米每小时之间。

在正式比较净化器之前,我先大致了解了一下各个品牌的销售情况。在奶茶妹妹家的网店上销量前20(包括已缺货)的净化器里面,霍尼韦尔(Honeywell),布鲁雅尔(Blueair)和飞利普(PHILIPS)占了大半,国内的品牌只有亚都和352。

洋品牌比较早地占领了净化器的市场

我先是选了该网站上销量前12名的净化器,又在销量不那么靠前的其他品牌中各选了一到两款代表性的净化器。例如销量在60名开外、但是同济大学的周翔老师推荐过的小米(详见:  如何评价小米空气净化器?老抽的回答 链接见文末),加上我自己用了两年的一款亚都(我15年年初买它的时候才499,现在已经599了而且还经常没货),以及经常被人询问某宝的DIY产品SmartAir,共计33种净化器。如果大家心仪的净化器不在这33种净化器中,不妨按照我下文介绍的方法去算一把,或许有更好的净化器并没有被我发现。

当然,需要说明的是,我们计算时假设所有厂商提供的CADR、额定功率和最高档噪声都没有水分。赵彬老师建议说,如果我们给净化器定义一个类似COP的概念,用CADR除以功率或者CADR除以功率乘价格,就可以做个简单的判断。考虑到有人可能会比较在意噪声或者耗电量,比如我爹总是说净化器太吵影响他睡觉(但开着电视他老人家睡得特香),也做了CADR/功率以及CADR/噪声的排名给大家看。下图按过滤性能的性价比,即CADR/价格排序,同时也列出了其他评价指标的排序。

我最看重的参数是净化器的性价比,即CADR值与价格的比值(=CADR/价格),我对每款滤性能的性价比进行了计算,并从高到低进行排序。

(注:如您想要上述净化器重要参数的完整表格,用作购买净化器的参考或者自己算一把,请在底部评论区“写留言”,留下您的E-mail。)

可以看到,价格最低的DIY产品在性价比上排名第一。不过在产品页没有看到权威机构的检测证书,所以是否要入手请大家自行斟酌。

本土的传统净化器品牌亚都,以及跨界跟风做净化器的小米、TCL和海尔,在过滤性能的性价比上完胜大部分的洋品牌,其实真的挺良心的。如果你有幸有个大房子,嫌这些净化器的净化面积小,那多买几个分散在家里,也是划算的,还可以实现不同时间不同空间的分别控制,节能高效。

排名倒数第一的是瑞士IQAir,价格一万五,CADR不到500;排名倒数第二的德国品牌AirProce,CADR倒是高一些,有610那么多,一个净化器就差不多可以净化一个80的房子了。但是8800的价格可以买好几个洁净间专用的ffu(风机过滤机组)了,个个CADR都能上千。

如果比较CADR/(价格*功率),松下的一款净化器排名第一。有时候不能不佩服日本的传统电器商,在细节上我们还有很多需要追赶的地方。不过按照我的计算,净化器的耗电主要是风机,其实并不多。即便是大雾霾的时候24小时开最高档,可能一天耗一度电。一度电换呼吸一天干净的空气,感觉还挺值的。净化器的主要成本在于初投资,主要的运行成本在滤芯的更换上,而不同厂商的滤芯的价格基本上与他们卖净化器的价格是成正比的。

我们空调系的老师们一直有一个观点:净化器的理论和技术已经比较成熟了,各种昂贵的、五花八门的净化器是社会经济的产物,不是科技进步的表现。买净化器不一定要追求越贵越好。

我们空调系的老师还建议,在空气污染比较严重的地区,使用频率比较高的话,净化器滤芯最好能几个月更换一次。如果拆开看,发现净化器滤芯已经变黑,或者用手轻轻触碰,能看到明显的灰尘脱落,就该换芯了。如果闻到不好的味道再换,其实已经晚了。

另外,即便室外空气很糟糕,室内场所还是应该择机通风。这是因为室内污染物并非只有PM2.5一种,密闭门窗会让其他污染物,如二氧化碳、甲醛、氮氧化物等浓度上升。尽管有净化器号称使用活性炭材料来吸附甲醛,但吸附量十分有限,甚至在库房里就已经吸附饱和了,此类净化器实际运行时的除甲醛效果可以忽略不计。

最后的最后,欢迎报考哪个学校的哪个系,想必你早就知道了。

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