多種車載空氣凈化器凈化效果對比研究

單丹丹

(安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，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，車內空氣的狀態也越來越被人們所關注。由于汽車在制造過程中使用到的膠黏劑、塑料、發泡材料等材料，汽車后裝飾市場的座椅套、腳墊等材料，駕乘人員日常生活中的抽煙等行為，給車內帶來各種有毒有害物質和異味。在相對狹小封閉的車內空間，車載空氣凈化器可以將車內污染的空氣快速凈化，從而輸出潔凈清新的空氣，創造良好的車內環境。車載空氣凈化器的開發具有重要意義[1-3]。

常見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。文中針對江淮汽車某車型的4種車載空氣凈化器凈化效率進行測試，分析不同凈化器對PM2.5、甲醛、甲苯、細菌等物質的凈化效果。

1 車載空氣凈化器的凈化效率

1.1 實驗部分

主要原料包括：固態顆粒物：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。

主要設備包括：激光塵埃粒子計數儀；微生物氣溶膠發生器；六級篩孔空氣撞擊采樣器；氣相色譜質譜聯用儀(GC-MS)；高效液相色譜儀(HPLC)；1 m3試驗艙；3 m3試驗艙。

1.2 實驗過程

1.2.1 顆粒物潔凈空氣量實驗

將車載凈化器置于3 m3試驗艙中，按GB/T 18801-2015《空氣凈化器》標準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/升)，凈化器連續運轉20 min，每2 min記錄顆粒物數值，并計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 固態及氣態污染物去除率實驗

將車載凈化器置于3 m3試驗艙中，按GB/T 18801-2015標準分別注入一定濃度的PM2.5固態顆粒物(初始濃度：5 mg/m3)和甲醛、苯、甲苯氣態污染物(初始濃度：甲醛1 mg/m3、苯1.1 mg/m3、甲苯11 mg/m3)，凈化器連續運轉60 min后，記錄PM2.5顆粒濃度和氣態污染物數值，并計算車載凈化器對PM2.5顆粒物、甲醛、苯、甲苯等物質的凈化效果。

1.2.3 除菌率實驗

依據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》標準進行試驗，在1 m3試驗艙內，開啟微生物氣溶膠發生器、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，使用六級篩孔空氣撞擊采樣器采樣，記錄試驗后細菌量，并計算出細菌自然消亡率及凈化器的除菌率[5]。

1.3 實驗結果及分析

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27.3 m3/h，這是由于吸頂式空氣凈化器具有較大的設計空間，它采用風量較高的離心式風機，從而實現在較短的時間內對車內空氣進行多次凈化；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果對比說明 m3·h-1

1.3.2 固態及氣態污染物去除率

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%。去除固態顆粒物PM2.5主要是通過HEPA(High Efficiency Particulate Air Filter)濾網將空氣中的顆粒物截停，將顆粒物吸附在濾網上；4種凈化器采用的HEPA濾網相同，僅尺寸略有不同，因此，4種空氣凈化器均具有優異的PM2.5顆粒物凈化效果。對于氣態污染物甲醛，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，4種車載凈化器對苯、甲苯氣態污染物的凈化能力優于對甲醛的凈化能力。因為濾網中的活性炭對甲醛、苯、甲苯的吸附能力有限，凈化器的氣態污染物去除效果遠低于固態污染物的凈化效果。

表2 固態及氣態污染物去除率結果對比說明 %

1.3.3 除菌率

通過表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。這是因為雖然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生器對細菌進行去除，即殺菌原理相同，該原理具有較高的殺菌效果[6]。同時，通過分析發現4種等離子發生器釋放的等離子體、臭氧濃度及負離子數基本一致，因此，4種車載空氣凈化器除菌率基本沒有差別，均達95%以上。

表3 金黃色葡萄球菌去除率結果對比說明 %

2 結論

(1)前裝車載空氣凈化器的顆粒物潔凈空氣量遠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苯、甲苯氣態污染物的凈化效果優于其對甲醛的凈化器效果；

(4)車載凈化器的氣態污染物凈化效果遠低于固態污染物的去除效果；

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

參考文獻:

[1]李霞，周文娟．新型車載凈化器調研分析[J].山東工業技術,2015(4):223-225.

[2]董雪．濾網式車載空氣凈化器設計[J].現代制造技術與裝備,2013(4):22-23.

DONG X.The Design of Mesh air Cleaner for Automobile[J].Modern Manufacturing Technology and Equipment,2013(4):22-23.

[3]王蔚然，朱焰．對空氣凈化器性能指標及評價方法的探討[J].家電科技,2013(10):40-42.

WANG W R,ZHU Y.Analysis of Performance Evaluating Methods for Air Cleaners[J].Household Appliance Technology,2013(10):40-42.

[4]全國家用電器標準化技術委員會.空氣凈化器:GB/T 18801-2015[S].北京:中國標準出版社,2015.

[5]全國家用電器標準化技術委員會. 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:中國標準出版社,2011.

[6]李輝，孔慶媛，萬毅，等．室內空氣凈化技術的研究與探討[J].林業機械與木工設備,2010,38(5):30-33.

LI H,KONG Q Y,WAN Y,et al.Study and Discussion about Indoor Air Purification Technology[J].Forestry Machinery & Woodworking Equipment,2010,38(5):30-33.