如何获得洁净空气?

首先应该做的是「保持通风」和「清除污染源」,但如果室外空气更糟,污染源也不可控,那么一台空气净化器对你或许有些帮助。

空气净化器有几种?可以说有多少种分类方法,就有多少种空气净化器,国标中就有:过滤式、吸附式、络合式、化学催化式、光催化式、静电式、负离子式、等离子式等等。

空气净化器: 净化法门-器物与我常见空气净化技术及其分类,来源:我国室内空气净化及新风换气产品性能评价标准研究 – 李睦

在实际应用中,往往是几种方式搭配使用。

空气净化器: 净化法门-器物与我一种过滤式+静电式+吸附式的空气净化器,来源:Air Purifier – madehow.com

眼花了吧,不要惊慌,家用领域常见的就几种,其中「过滤式」和「吸附式」最为常见,其次便是「静电式」和「离子式」。

净化器怎么净化空气?

笼统而言,空气净化器要么将污染物留在机器内,要么在机器外处理污染物。

用风扇吸入空气,将污染物截留在机器中,再用风扇排出干净的空气,这是过滤式、吸附式和静电式的方法。

空气净化器: 净化法门-器物与我一种两侧吸气,上部排气的空气净化器,来源:How does Ionizer Air Purifier Work – goldteamfightersusa.com

吸入空气,用金属电极电离气体,排出含有正负离子的空气,用这些带电粒子捕获污染物,使之降落,或者直接将污染物分解,这是「离子式」的方法。

过滤式

空气净化器: 净化法门-器物与我一种简易的过滤式空气净化器,来源:来源:smartairfilters.com

过滤式的空气净化器也叫「空气过滤器」,俗称「滤网」,我们常听闻的 HEPA,即是「高效空气过滤器」(High-efficiency particulate air filter)。

空气净化器: 净化法门-器物与我一种 HEPA 过滤器的图示,来源:wikipedia.org

可以用一种极简的方式来描述:过滤式空气净化器 = 滤网 + 风机/风扇。

空气净化器: 净化法门-器物与我将过滤式净化器拆开,可以看到滤网和风扇,来源:见文末

风扇或风机用来吸气和排气,空气从进气口进来,穿过滤网,污染物被截留,再从排气口出去。

空气净化器: 净化法门-器物与我一般利用风扇来吸气、排气,来源:见文末

空气净化器: 净化法门-器物与我绿色代表被吸入的空气,蓝色代表经净化的空气,来源:见文末

滤网一般由非均匀排布的纤维材料制成,如玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚醋纤维、植物纤维,杂乱交织的纤维既可以截留污染物,也能允许气流通过。

空气净化器: 净化法门-器物与我 滤网由非均匀排布的纤维材料制成,来源:见文末

过滤,听起来好像只是利用内部的细小缝隙来拦截大颗的污染物。其实不然,过滤器净化空气的机可分为「五种」:「拦截」、「惯性」、「扩散」、「重力」和「静电」。

空气净化器: 净化法门-器物与我 过滤器的过滤机制(未显示重力效应),来源:《一般通风用空气过滤器性能评价》 – 李园园

对大直径的微粒,起作用的主要是「惯性效应」;对小直径的微粒,起作用的主要是「扩散效应」。

过滤式的滤网往往分为多层,对应不同大小的颗粒,部分机型配有活性炭制成滤网,也就是下面所说的吸附式。

空气净化器: 净化法门-器物与我 滤网往往分为多层,来源:见文末

空气净化器: 净化法门-器物与我 不同滤网针对的颗粒物有所不同,来源:见文末

吸附式

空气净化器: 净化法门-器物与我简易的吸附式空气净化器,来源:smartairfilters.com

吸附式常和过滤式搭配使用,主要用于处理气态污染物。固体表面对附近的气体分子有吸力,吸附式净化器就是利用「多孔固体」本身的吸附力来截留污染物。

空气净化器: 净化法门-器物与我多孔的活性炭吸附污染物,来源:见文末

空气净化器: 净化法门-器物与我多孔的活性炭吸附污染物,来源:见文末

常用的吸附剂有活性炭、活性氧化铝、分子筛和硅胶等等,其中活性炭最为普遍。

静电式

空气净化器: 净化法门-器物与我一种静电式净化器原理图,来源:smartclima.com

静电式空气净化器用静电原理捕集污染物,外观多为蜂巢式和板式,过程大致为:

一,金属导体放电,周边空气电离,产生的带电粒子与空气污染物颗粒结合,使之带电荷。

空气净化器: 净化法门-器物与我电极放电,污染物颗粒带电,来源:见文末

二,污染物颗粒经过集尘装置,被带电的金属板捕获。

空气净化器: 净化法门-器物与我金属板吸附污染物,来源:见文末

需要注意的是所有电晕放电很难避免臭氧产生,这点将在以后的文章中探讨。

离子式

「离子式」并不是一个规范的称呼,本文将它作为「负离子式」、「等离子式」等等利用「电离原理」的净化器的统称。

静电式和离子式都利用了「电离原理」,不同之处在于:静电式主要在机器内截留污染物,离子式主要在机器外分解污染物,或使之下降。

「负离子式」和「等离子式」是广告宣传中最容易混淆的两种净化方式,传统「负离子式」的主要构件是「负离子发生器」 + 「风扇」,其净化过程为:

一,金属电极通电,气体电离,产生负离子;二,负离子随气流进入室内,与污染物结合,变成重离子,降落到地面、桌面等等表面。

空气净化器: 净化法门-器物与我负离子原理示意,来源:airpurifiersuk.co.uk

传统的「等离子式」同样用电极放电,使气体电离,但是排出的空气中不仅仅含负离子。

空气净化器: 净化法门-器物与我排出含正负离子的空气,来源:见文末

正负离子随空气进入室内,遇到污染物颗粒,直接将其分解。

空气净化器: 净化法门-器物与我正负离子分解污染物,来源:见文末

日本厂商对电离式净化器情有独钟,松下有「水离子」、夏普有「净离子」、大金有「流光能」,这些技术与传统的负离子式、等离子式有何不同?

坦白的讲,我不太清楚,但按照广告宣传的说法,它们同样是先产生正负离子,再将污染物分解,或使之降落。

电离式空气净化器是营销的重灾区,其净化能力争议较大,同时也会产生臭氧,这些我们将在以后探讨。

主要信息来源

Guide to Air Cleaners in the Home – EPA

Best Air Purifier Buying Guide – Consumer Reports

How Air Purifiers Work – HowStuffWorks

室内空气污染及净化技术 – 吴忠标 、赵伟荣

我国室内空气净化及新风换气产品性能评价标准研究 – 李睦

GBT 18801-2015 空气净化器 – 中华人民国和国国家标准

选择月刊 414 期 – 香港消委会

选择月刊 471 期 – 香港消委会

以下是文中动图来源:

Breathe the difference With high-performance filtration- Philips

Air Purifier with Built-In Mosquito Catcher – Sharp

Heaven Fresh Ionic Air Purifier & Ioniser with Fan & UV Lamp – heavenfresh

How Blueair Air Cleaners & Purifiers Work – Tru Water (Aust)