多種車載空氣凈化器凈化效果對(duì)比研究

單丹丹

(安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽合肥 230601)

0 引言

隨著人們生活水平的提高，汽車逐步走入平常人生活，車內(nèi)空氣的狀態(tài)也越來(lái)越被人們所關(guān)注。由于汽車在制造過(guò)程中使用到的膠黏劑、塑料、發(fā)泡材料等材料，汽車后裝飾市場(chǎng)的座椅套、腳墊等材料，駕乘人員日常生活中的抽煙等行為，給車內(nèi)帶來(lái)各種有毒有害物質(zhì)和異味。在相對(duì)狹小封閉的車內(nèi)空間，車載空氣凈化器可以將車內(nèi)污染的空氣快速凈化，從而輸出潔凈清新的空氣，創(chuàng)造良好的車內(nèi)環(huán)境。車載空氣凈化器的開發(fā)具有重要意義[1-3]。

常見(jiàn)的車載凈化器有前裝扶手式、吸頂式、衣帽架式空氣凈化器及后裝精品空氣凈化器。文中針對(duì)江淮汽車某車型的4種車載空氣凈化器凈化效率進(jìn)行測(cè)試，分析不同凈化器對(duì)PM2.5、甲醛、甲苯、細(xì)菌等物質(zhì)的凈化效果。

1 車載空氣凈化器的凈化效率

1.1 實(shí)驗(yàn)部分

主要原料包括：固態(tài)顆粒物：紅塔牌香煙煙霧，焦油量8 mg；甲醛、苯、甲苯：色譜純；金黃色葡萄球菌；扶手式空氣凈化器、吸頂式空氣凈化器、衣帽架式空氣凈化器、后裝精品空氣凈化器。

主要設(shè)備包括：激光塵埃粒子計(jì)數(shù)儀；微生物氣溶膠發(fā)生器；六級(jí)篩孔空氣撞擊采樣器；氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)；高效液相色譜儀(HPLC)；1 m3試驗(yàn)艙；3 m3試驗(yàn)艙。

1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.2.1 顆粒物潔凈空氣量實(shí)驗(yàn)

將車載凈化器置于3 m3試驗(yàn)艙中，按GB/T 18801-2015《空氣凈化器》標(biāo)準(zhǔn)注入一定濃度的顆粒物(0.3 μm以上顆粒物初始濃度2×106個(gè)/升)，凈化器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)20 min，每2 min記錄顆粒物數(shù)值，并計(jì)算顆粒物的衰減濃度及顆粒物潔凈空氣量(Clean Air Delivery Rate，CADR)，研究空氣凈化器提供潔凈空氣的速率[4]。

1.2.2 固態(tài)及氣態(tài)污染物去除率實(shí)驗(yàn)

將車載凈化器置于3 m3試驗(yàn)艙中，按GB/T 18801-2015標(biāo)準(zhǔn)分別注入一定濃度的PM2.5固態(tài)顆粒物(初始濃度：5 mg/m3)和甲醛、苯、甲苯氣態(tài)污染物(初始濃度：甲醛1 mg/m3、苯1.1 mg/m3、甲苯11 mg/m3)，凈化器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)60 min后，記錄PM2.5顆粒濃度和氣態(tài)污染物數(shù)值，并計(jì)算車載凈化器對(duì)PM2.5顆粒物、甲醛、苯、甲苯等物質(zhì)的凈化效果。

1.2.3 除菌率實(shí)驗(yàn)

依據(jù)GB 21551.3-2010《家用和類似用途電器的抗菌、除菌、凈化功能 空氣凈化器的特殊要求》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，在1 m3試驗(yàn)艙內(nèi)，開啟微生物氣溶膠發(fā)生器、0.2 MPa染菌(金黃色葡萄球菌)20 min后，開啟車載空氣凈化器60 min，使用六級(jí)篩孔空氣撞擊采樣器采樣，記錄試驗(yàn)后細(xì)菌量，并計(jì)算出細(xì)菌自然消亡率及凈化器的除菌率[5]。

1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

1.3.1 顆粒物潔凈空氣量

從表1可以看出：前裝吸頂式車載空氣凈化器的顆粒物潔凈空氣量最好，高達(dá)27.3 m3/h，這是由于吸頂式空氣凈化器具有較大的設(shè)計(jì)空間，它采用風(fēng)量較高的離心式風(fēng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)車內(nèi)空氣進(jìn)行多次凈化；扶手式和衣帽架式車載空氣凈化器的顆粒物潔凈空氣高于20 m3/h，表明這兩種凈化器也具有較好的凈化效果；后裝車載空氣凈化器因空間限制，其提供潔凈空氣的速率最低，僅16.3 m3/h。

表1 顆粒物潔凈空氣量結(jié)果對(duì)比說(shuō)明 m3·h-1

1.3.2 固態(tài)及氣態(tài)污染物去除率

從表2可以看出：前裝及后裝車載空氣凈化器的PM2.5去除率均高于98%。去除固態(tài)顆粒物PM2.5主要是通過(guò)HEPA(High Efficiency Particulate Air Filter)濾網(wǎng)將空氣中的顆粒物截停，將顆粒物吸附在濾網(wǎng)上；4種凈化器采用的HEPA濾網(wǎng)相同，僅尺寸略有不同，因此，4種空氣凈化器均具有優(yōu)異的PM2.5顆粒物凈化效果。對(duì)于氣態(tài)污染物甲醛，吸頂式車載凈化器去除效果最好，但仍低于83%。4種車載空氣凈化器的苯、甲苯氣態(tài)污染物去除率均高于90%，且吸頂式凈化器凈化效率>衣帽架式凈化器>扶手式凈化器>后裝車載凈化器，同時(shí)，4種車載凈化器對(duì)苯、甲苯氣態(tài)污染物的凈化能力優(yōu)于對(duì)甲醛的凈化能力。因?yàn)闉V網(wǎng)中的活性炭對(duì)甲醛、苯、甲苯的吸附能力有限，凈化器的氣態(tài)污染物去除效果遠(yuǎn)低于固態(tài)污染物的凈化效果。

表2 固態(tài)及氣態(tài)污染物去除率結(jié)果對(duì)比說(shuō)明 %

1.3.3 除菌率

通過(guò)表3可知：4種車載空氣凈化器均具有較好的金黃色葡萄球菌去除率，其中，吸頂式車載空氣凈化器的除菌率高達(dá)95.95%，而扶手式空氣凈化器的除菌率最低，但4種車載凈化器的除菌率差別較小。這是因?yàn)殡m然4種車載空氣凈化器的形狀大小各異，但是均采用等離子發(fā)生器對(duì)細(xì)菌進(jìn)行去除，即殺菌原理相同，該原理具有較高的殺菌效果[6]。同時(shí)，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)4種等離子發(fā)生器釋放的等離子體、臭氧濃度及負(fù)離子數(shù)基本一致，因此，4種車載空氣凈化器除菌率基本沒(méi)有差別，均達(dá)95%以上。

表3 金黃色葡萄球菌去除率結(jié)果對(duì)比說(shuō)明 %

2 結(jié)論

(1)前裝車載空氣凈化器的顆粒物潔凈空氣量遠(yuǎn)高于后裝車載凈化器，其中前裝凈化器中吸頂式凈化器具有最高的顆粒物潔凈空氣量；

(2)前裝及后裝車載空氣凈化器均具有優(yōu)異的PM2.5顆粒物凈化效果和殺菌效果；

(3)4種車載空氣凈化器對(duì)苯、甲苯氣態(tài)污染物的凈化效果優(yōu)于其對(duì)甲醛的凈化器效果；

(4)車載凈化器的氣態(tài)污染物凈化效果遠(yuǎn)低于固態(tài)污染物的去除效果；

(5)車載空氣凈化器具有優(yōu)秀的PM2.5、固態(tài)及氣態(tài)污染物、細(xì)菌等凈化效果，同時(shí)，前裝車載空氣凈化器的凈化效果優(yōu)于后裝車載凈化器。車載凈化器可以作為車內(nèi)空氣凈化的重要有效手段。

參考文獻(xiàn):

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[5]全國(guó)家用電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). 家用和類似用途電器的抗菌、除菌、凈化功能 空氣凈化器的特殊要求:GB 21551.3-2010[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

[6]李輝，孔慶媛，萬(wàn)毅，等．室內(nèi)空氣凈化技術(shù)的研究與探討[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2010,38(5):30-33.

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