

很火也很亂!
霧霾頻發(fā)、PM2.5受熱議、車內(nèi)空氣污染問題頻爆……不同于“史上最嚴交規(guī)”剛出臺當時電子狗市場的瘋狂,車載空氣凈化器市場的興起,沒有行政的助推,更多的由市場自發(fā)形成。即便如此,由傳統(tǒng)家電企業(yè)、車機企業(yè)、內(nèi)飾用品企業(yè)到新晉的電子企業(yè)……大批企業(yè)競相涌入,紛紛推出產(chǎn)品,紛紛布局。然而,在車載空氣凈化器極速膨脹的火熱背后,卻是行業(yè)標準缺失、競爭無序的尷尬現(xiàn)實,甚至有人稱其為“坑”。
“坑”與否不是我們在這里要討論的重點,但了解車載空氣凈化器的技術(shù)原理,無疑可以幫助我們更好地認清現(xiàn)實!
主圖.jpg【將BMW.jpg和“綠色”文件夾中一張圖片合成。】
特殊標:車內(nèi)主要污染物及危害
1、PM2.5:PM2.5指空氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5微米的顆粒物、花粉、粉塵等,進入肺泡會對人體造成直接傷害;
2、苯:高濃度苯對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用,會引起急性中毒,長期接觸苯對造血系統(tǒng)有損害;
3、甲醛:具有強烈的致癌和促癌作用,兒童和孕婦對甲醛尤為敏感,危害也更大;
4、二手煙:含有40多種致癌物質(zhì),容易導致哮喘、肺炎、癌癥等;
5、TVOC(總揮發(fā)性有機物):能引起機體免疫水平失調(diào),影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)及消化系統(tǒng)功能,嚴重時可損傷肝臟和造血系統(tǒng);
……
污染.png【以范例.png為版,做圖】
其實,就技術(shù)而言,車載空氣凈化器所應(yīng)用的技術(shù)并沒有多少新鮮的東西,這一類型產(chǎn)品的技術(shù)門檻并不高。廠家的一哄而入,市場的極速膨脹,有這一方面的原因。就目前而言,市面上主要的車載空氣凈化器所采用的凈化技術(shù)主要包括以下幾種:過濾式空氣凈化、負離子、臭氧、UV燈、活性炭和光觸媒等。
HEPA過濾技術(shù):“我是一道墻。”
說起過濾式空氣凈化,大家或許會感到陌生。相比之下,HEPA作為車載空氣凈化器中應(yīng)用最廣的凈化技術(shù),相信大家多少對其有所耳聞。其實,HEPA過濾技術(shù)正是過濾式空氣凈化技術(shù)中的一種。按照過濾效率來分,過濾式空氣凈化分為粗效、中效、高中效、亞高效(Sub-HEPA)、高效(HEPA)五個過濾等級。
HEPA全稱為High Efficiency Particulate Air,即高效過濾,是目前最為成熟的顆粒物凈化技術(shù)。符合HEPA標準的過濾器的用途很廣泛,從醫(yī)療設(shè)備、汽車、飛機及家居均可應(yīng)用。濾網(wǎng)的標準由美國能源部設(shè)定,其定義是,在53.3mm/s的風速下,對粒徑在0.3μm的粒子,過濾效果約為DOP 99.7%以上。通常使用的高效濾網(wǎng)可達到99.99%的攔截效率,主要用于去除空氣中的懸浮顆粒物。看到這里,相信大家對于一些廠商在產(chǎn)品宣傳中所提到的“除塵率高達99%”有了更科學的認識。
HEPA過濾網(wǎng)通常為多層褶皺設(shè)計結(jié)構(gòu),目的是擴大表面積,增加對懸浮于空氣中污染物微粒的捕捉效能。值得一提的是,濾網(wǎng)的編織并不均勻(作用下文提到)。
HEPA過濾網(wǎng)的過濾機制主要包括攔截、重力影響、氣流影響以及范德華力影響等等。攔截機制主要對大顆粒物起作用,重力影響則主要針對體積小密度高的顆粒,這些顆粒在經(jīng)過濾網(wǎng)時運動速度降低,自然沉降到HEPA濾網(wǎng)上。對于超小顆粒物,氣流在通過編織不均勻的濾網(wǎng)時會產(chǎn)生空氣漩渦,將這些超小顆粒物吸附。另外,超微顆粒在布朗運動的作用下撞擊到HEPA濾網(wǎng)纖維上受到范德華力影響,被過濾。
HEPA的材質(zhì)主要有玻璃纖維和熔噴紙等。好的過濾材料既能有效地攔截塵埃粒子,又不對氣流形成過大的阻力,也就是高效低阻。對于車載空氣凈化器來說,這一點特別關(guān)鍵:HEPA風阻較大,對風機的要求更高,如何在受制于12V電源、受制于車內(nèi)空間的情況下提升單位時間內(nèi)潔凈空氣的輸出量,值得關(guān)注。另外,HEPA過濾網(wǎng)不能用水清洗,只能更換。一般情況下,HEPA濾芯的使用壽命為6-8個月。換言之,HEPA過濾的維護成本不低。
Heap.png(HEPA是目前最為成熟的顆粒物凈化技術(shù),圖為其作用原理。)
空氣格.jpg(部分車型的原裝空調(diào)格實際上也融入了HEPA凈化技術(shù)。)
負離子凈化技術(shù):“主動作為方能有所作為。”
以負離子凈化技術(shù)為主打的車載空氣凈化器通常以杯狀形象出現(xiàn)。所謂的負離子凈化技術(shù),是指通過負離子發(fā)生器中的電子脈沖振蕩電路將低電壓升至直流負高壓,利用針尖或碳刷尖端直流高壓產(chǎn)生高電暈,高速地放出大量的負電荷(e-),負電荷會被空氣中的氧分子捕捉,形成負離子。負離子與空氣中帶正電的灰塵結(jié)合,然后沉淀到地板或其他表面上,起到清新空氣的作用。
不同于HEPA,負離子凈化技術(shù)作用過程中不涉及物理式的攔截,往往被廠商冠以“主動式”凈化的宣傳。而在負離子高濃度區(qū)域,負離子發(fā)生器同時會產(chǎn)生微量臭氧,實現(xiàn)滅菌作用。另外,負離子還具有促進新陳代謝、增強抗病能力等作用。
單純從作用來講,負離子凈化技術(shù)的優(yōu)勢明顯,但是,負離子凈化技術(shù)的不足同樣明顯:凈化效率低,而對于環(huán)境多變、時著時停的汽車來說,更是將這點不足進一步放大。也正因為這一點,關(guān)于負離子空氣凈化器的作用,爭論不斷。
三星.jpg(以負離子凈化技術(shù)為主打的車載空氣凈化器通常以杯狀形象出現(xiàn)。)
夏普.gif(夏普凈離子群作用原理圖,從原理上講,其與負離子凈化技術(shù)屬于同一類別。)
活性炭凈化技術(shù):“物理、化學我都行。”
活性炭材料中有大量肉眼看不見的微孔,數(shù)據(jù)顯示,絕大部分微孔的孔徑在5μm-500μm之間,單位材料中微孔的總內(nèi)表面積可高達700-2300m2/g。因為材料的表面積很大,所以能與氣體充分接觸。而另外一個關(guān)鍵是,活性炭材料中海油比微孔更細小的孔——毛細管。這些毛細管具有很強的吸附能力,可將車廂內(nèi)的雜質(zhì)吸附掉,起到凈化作用。
值得一提的是,活性炭除了有物理吸附作用外,還具備化學吸附作用。通過材料上的一些化學成分與污染物(如甲醛、VOC等)發(fā)生反應(yīng),生成固體成分或無害氣體。
使用過程中,活性炭的吸附能力會不斷減弱,當減弱到某一程度,活性炭將不再起作用。影響空氣凈化活性炭使用壽命的關(guān)鍵因素主要是車廂內(nèi)有害物質(zhì)的總量大小以及脫附的頻率。關(guān)于活性炭的脫附,有言論稱只要將活性炭放置在太陽下曝曬即可實現(xiàn),實際上這是一個誤區(qū)。一般來說活性炭在低溫高壓下容易吸附,在高溫低壓下容易脫附,太陽曬只能讓一些吸附能力比較弱的物質(zhì)脫附。另外,活性炭凈化的凈化效率也比較慢。
靜電集塵凈化技術(shù):“我電力就是這么強。”
相比起以上三種技術(shù),靜電集塵凈化技術(shù)在車載空氣凈化器上的應(yīng)用相對較少。靜電集塵凈化技術(shù)的作用原理是通過在無紡布纖維內(nèi)植入正負向永久性電荷,使布面上充滿高伏特數(shù)的強力靜電。這些靜電將會吸附空氣中的懸浮粒子,使有害人體的分子在通過濾網(wǎng)時被吸附在濾網(wǎng)內(nèi)。靜電集塵主要用于懸浮顆粒物的凈化,對于化學污染不起作用。
快美特.jpg(快美特KS631C采用了靜電集塵及負離子凈化技術(shù)的組合。)
光觸媒凈化技術(shù):“我是雷鋒,我是葉綠素。”
光觸媒是一種催化劑,換言之,其本身在凈化過程中并不參與發(fā)生反應(yīng),但是,其可以促進反應(yīng)的發(fā)生。附著在有效介質(zhì)上的納米級TiO2二氧化鈦顆粒在光觸媒的催化作用下,通過太陽光或室內(nèi)熒光燈等光源的照射,產(chǎn)生一種名為“電子-空穴”的高能粒子,這種高能粒子和水、氧氣發(fā)生作用后具有極強的氧化還原能力,能將空氣中甲醛、苯等污染物直接分解成無害無味的物質(zhì),同時還具有破壞細菌細胞壁,殺滅細菌并分解其絲網(wǎng)菌體的作用。也就是說,光觸媒凈化技術(shù)具有殺菌、抗毒、除臭、油污分解、防止發(fā)霉等作用。但是,整個反應(yīng)過程發(fā)生的速率比較慢,效率較低。另外,在反應(yīng)不完全時,其有可能產(chǎn)生其他的有害副產(chǎn)物,如甲醛、苯等。
做圖.jpg【范例:光觸媒.jpg】
HESA凈化技術(shù):“化學污染看我的。”
HESA全稱為High Efficiency Selective Absorption,高效選擇性吸收,是飛利浦研發(fā)的化學污染凈化技術(shù)。有報道稱,上海市環(huán)境保護產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗總站報告顯示,HESA凈化技術(shù)能徹底消減車內(nèi)異味(如煙味),并凈化空氣中96%的甲醛、99%的甲苯和其它揮發(fā)性有機化合物。
Hesa.jpg(HESA全稱為High Efficiency Selective Absorption,高效選擇性吸收,是飛利浦研發(fā)的化學污染凈化技術(shù)。)
以上介紹了五種車載空氣凈化器中比較常用的凈化技術(shù),除此以外,還有臭氧、等離子等凈化技術(shù),另外,也有一些被冠以廠家獨有或具有專利權(quán)的技術(shù),如飛利浦的HESA、3M的HAAC、夏普的凈離子群、三星的Plasma ion等等,但其實,其中部分技術(shù)與我們上面所提到的技術(shù)從原理上講并沒有太多的差異。
另外,不同的凈化技術(shù)有不同的作用、不同的優(yōu)勢及不足,這些技術(shù)單獨使用時,往往只能解決一小部分的問題。而通常情況下,不同凈化技術(shù)在發(fā)生作用時并不存在相斥的情況。因此,在車載空氣凈化器的應(yīng)用中,通常將不同凈化技術(shù)組合起來,搭配使用。如HEPA+活性炭+負離子、HEPA+HESA+活性炭+負離子、靜電集塵+負離子等等。
德賽西威.jpg(德賽西威SV0003集合了HEPA、活性炭以及等離子凈化等凈化技術(shù)。)
最后,筆者要特別指出的是,本文僅僅從作用原理對車載空氣凈化器中所應(yīng)用的主流凈化技術(shù)進行闡述。在實際作用過程中,受供電、空間限制,車內(nèi)環(huán)境多變,不同車型具有差異等方面的影響,不同類型的凈化技術(shù),不同廠家的產(chǎn)品對于車內(nèi)環(huán)境的凈化到底能夠帶來多大的作用,我們不敢妄加判斷。當然,圍繞著這一點,我們接下來也會做一些相應(yīng)的策劃或評測等工作。