家用空調實際凈化能力測試與分析

程 騫，肖文杰，王立波

（安陽工學院 土木與建筑工程學院，河南 安陽 455000）

0 引言

21世紀以來，我國進入了經濟發展快車道。隨之而來，人們的生活水平也大幅度提高，已經從溫飽向舒適邁進。作為重要的建筑室內環境調節設備，普通家用空調已逐漸普及。在實際使用過程中，為達到節電等目的，往往關閉門窗，這樣導致了室內空氣質量下降，嚴重危害人們的健康[1]。

相關統計資料顯示，人類室內活動時間占總時間的70%以上，城市居民則有超過90%的時間在室內度過，嬰幼兒和老弱殘疾者在室內活動時間更長，甚至幾乎沒有戶外時間[2]。因此，除調節室內溫濕度以外，空調過濾能力顯得尤為重要，這一功能主要由過濾網承擔。過濾網是空調器件中的重要部件，將凈化功能集合其上，加強對新風及室內循環風的過濾，可以在一定程度上改善室內空氣品質[3]。

目前，市場上主流品牌空調，宣傳的主要功能無一例外都增加了凈化能力。本文就以某品牌某款暢銷型（銷量10萬以上）空調為例，測試并分析其過濾網實際凈化能力。

1 測試過程

1.1 測試環境

本次測試建筑物位于安陽市某小區，測試點為某戶南側次臥。房間尺寸為4.2×2.7×2.7（m），外窗朝南，內門朝北，空調室內機位于靠窗位置，室內各主要設施相對位置如圖1所示。在測試期間，房間內的平均溫度為30℃，平均相對濕度為35%。

圖1 測試房間示意圖

1.2 測試設備

本測試主要設備為空調一臺，空氣凈化器一臺，多功能室內空氣質量檢測儀一臺，分體式風速計一臺，具體參數及說明等見表1。本次測試參數選擇《室內空氣質量標準》（GB/T18883-2002）[4]和《環境空氣質量標準》（GB 3095-2012）[5]中代表性污染物PM2.5、甲醛和TVOC（由于標準4中無PM2.5，但該污染物對人體健康影響較大，因此參考標準5選擇）。

表1 測試設備及說明

1.3 測試方案

為保證不同組測試實驗基礎環境參數的一致性，避免外界條件的干擾，全部測試方案均在關閉門窗條件下進行，在室內中間點燃一支香煙（測試過程中無其他污染源），作為室內環境初始條件。香煙燃燒時間約10 min，熄滅后開始按照表2所示方案進行。由于房間面積較小，測試設備放置于房間中部。

表2 測試方案

2 測試數據及分析

2.1 測試數據說明

由于不同測試方案下，各污染物濃度變化持續時間差異較大，因此，當某一方案下該污染物濃度達到標準限值（具體見表3）或趨于穩定后，將不在圖中記錄。

表3 室內代表性污染物濃度限值[4-5]

2.2 PM2.5測試數據分析

不同測試方案下PM2.5濃度變化趨勢如圖2所示。

圖2 不同測試方案下PM2.5濃度變化曲線

從圖2可以看出，當室內污染源散發出污染物后，PM2.5濃度迅速攀升至500～800 μg/m3，其中開啟凈化設備后，由于空氣流動性增強，污染物加快擴散，造成測試點附近濃度大幅度提升，達到780 μg/m3。PM2.5作為典型空氣污染物，會引發多種疾病，尤其對人們呼吸系統具有極大危害[6]。未開啟凈化設備時（黑），PM2.5濃度達到峰值約510 μ g/m3，后逐漸下降，但經過480 min后仍未達到標準限值。僅開啟空調后（紅），則經過200 min后PM2.5濃度低于標準限值，300 min后趨于穩定。開啟空調+空氣凈化器后（綠），PM2.5濃度迅速下降，35 min后即達到標準限值，50 min后趨于穩定。

2.3 甲醛測試數據分析

不同測試方案下甲醛濃度變化趨勢如圖3。

圖3 不同測試方案下甲醛濃度變化曲線

從圖3可以看出，當室內污染源散發出污染物后，甲醛濃度迅速攀升，未開啟凈化設備時，由于空氣流動緩慢，濃度增加有限；而開啟凈化設備后，空氣流動性增強，甲醛加快擴散，造成測試點附近濃度大幅度提升，達到0.14 mg/m3，超過標準限值。甲醛作為毒性較強的致癌物質，會導致白血病、胎兒畸形等多種病癥[7]。未開啟凈化設備時（黑），甲醛濃度變化范圍較小，300 min后基本在0.10 mg/m3左右波動。僅開啟空調后（紅），則經過100 min后甲醛濃度維持在0.08mg/m3～0.09 mg/m3左右并趨于穩定。開啟空調+空氣凈化器后（藍），甲醛濃度則迅速下降，30 min后即達到標準限值，100 min后維持在約0.065 mg/m3左右并趨于穩定。

2.4 TVOC測試數據分析

不同測試方案下TVOC濃度變化趨勢如圖4所示。

從圖4可以看出，當室內污染源散發出污染物后，TVOC濃度迅速攀升至0.5 mg/m3，但未超過標準限值。TVOC同樣具有毒性、刺激性和致癌性，嚴重威脅人們身體健康。上述三種測試方案下，TVOC濃度均有一定程度下降。其中，未開啟凈化設備時（黑），TVOC濃度在達到峰值約0.46 mg/m3后，逐漸下降，經過400 min后達到約0.3 mg/m3并趨于穩定。僅開啟空調后（紅），則TVOC濃度持續下降，經過300 min后達到約0.16 mg/m3后并趨于穩定。開啟空調+空氣凈化器后（綠），TVOC濃度迅速下降，100 min后維持在0.27 mg/m3左右并趨于穩定。

圖4 不同測試方案下TVOC濃度變化曲線

3 結論與展望

根據以上內容，可以得出以下結論：

（1）空調過濾網對PM2.5的凈化效果是比較差的，僅依靠常規空調凈化系統，難以有效控制PM2.5顆粒。因此，需要額外增加空氣凈化器，特別是冬季室外空氣質量較差的地區，配備空氣凈化器是十分必要的。

（2）空調過濾網對甲醛基本無吸收去除效果，增加空氣凈化器后，可使室內甲醛濃度下降到標準限值以下，但無法完全除去，恢復到未釋放污染物以前狀態。

（3）空調過濾網對TVOC有一定去除效果，增加空氣凈化器后去除效果并未顯著增強。

（4）隨著經濟和技術的高速發展，人們對室內環境的要求日益提高，家用空調的凈化功能將日新月異，越來越多的功能將得到應用，實際過濾和凈化能力將進一步提升。但可能會隨之帶來空調能耗的增加，噪聲的增加等負面問題。因此，單獨配備空氣凈化器將是一個相對合理的選擇。可以根據室內外空氣質量的變化，隨時調整凈化設備的運行模式。