文_中國家用電器研究院 張慶玲 王統帥
隨著工作和生活方式的變化,現代社會人類有90%的時間是在室內度過的,室內空氣的質量與人體健康有直接關系。美國環保局等機構的調查結果顯示,空調系統的運行對室內空氣污染的貢獻率高達42%~53%,主要是由于空調系統的長期運行、管理不當等原因造成的。空調系統產生的污染物主要是懸浮顆粒物和微生物,微生物污染主要包括細菌、真菌、病毒等,可以引發肺結核、軍團菌肺炎、過敏反應等疾病,同時還會造成空調器系統的二次污染。
隨著新冠疫情的爆發及常態化發展,人們高度重視空調系統的微生物污染問題,隨之改進的是現有空調器的功能,在原有基礎上發展出了健康防護功能。健康防護功能是指避免對人體健康造成損害或不良影響的能力。就空調器而言,健康防護功能主要是指在保證材料和整機衛生安全性前提下的抗菌、防霉、除菌、凈化、自清潔等功能。
空調器的健康防護功能主要是通過采用特殊處理的材料或在產品中增加功能模塊來實現的,會比普通空調器更容易產生一些新的衛生安全問題,因此需要考核空調器的衛生安全性,主要從材料和整機兩個維度進行評價。材料的衛生安全性主要是指有害物質溶出,非金屬材料經水或酸浸泡后,其浸泡液中的蒸發殘渣、高錳酸鉀消耗量、鉛、鎘、砷、汞、氯乙烯、丙烯腈以及抗菌成分等有害物質的含量應符合GB 21551.1—2010附錄A的要求。整機的衛生安全性主要是指臭氧、紫外線、TVOC和PM10等有害物質泄漏,具體指標應符合表1的要求。

表1 有害物質泄漏技術要求
空調器的室內機熱交換器翅片、室內機風扇葉片、接水盤等部位在使用過程中會有微生物的沉降和附著,隨著使用時間的延長微生物會進一步生長繁殖,隨著出風進入空氣中,對環境造成二次污染。為了避免此類情況的發生,可以通過在材料中添加抗菌劑或防霉劑,殺滅或抑制附著在材料表面的微生物。具有此類功能的材料稱為抗菌材料或防霉材料,抗菌測試一般使用大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌,防霉測試一般使用黑曲霉、土曲霉、宛氏擬青霉、繩狀青霉、出芽短梗霉、球毛殼等六種混合孢子懸液。
將一定濃度和體積的細菌懸液或混合孢子懸液滴加至裁成規定尺寸(若無特殊要求,一般為50 mm×50 mm)的材料樣塊表面,通過貼膜或其他方式使懸液與材料充分接觸,反應一段時間后,回收殘留在材料中的微生物或觀察長霉面積,通過試驗前后細菌濃度或長霉面積的變化,計算材料的抗菌率、防霉等級,用于表征材料對于細菌或霉菌的抗性,依據GB 21551.2—2010的要求,抗菌率應不小于90%,防霉等級應為(0~1)級。
通過搭載臭氧發生器、紫外線燈、負離子發生器等功能模塊,可以在空調器運行過程中達到殺滅或去除空氣中微生物的目的。除菌主要用于評價空調器整機對空氣中微生物的去除特性,一般采用空氣中常見的白色葡萄球菌作為代表性微生物。試驗采用一對所處環境一致的模擬試驗艙,容積為30 m(3.5 m×3.4 m×2.5 m)。
使用噴霧染菌裝置(氣溶膠噴霧器)將一定濃度的微生物菌懸液噴霧至符合試驗條件的試驗艙中,同時對試驗組和對照組的初始細菌濃度進行采樣,要求初始陽性對照菌數應為5.0×10CFU/m~5.0×10CFU/m。運行指定的除菌程序后,對試驗組和對照組試驗艙同時進行采樣,培養計數殘留的菌落數。通過前后菌落數的變化計算除菌率,依據現行的GB 21551.6—2010,要求除菌率應不低于50%。而CQC16-439165—2020《家用和類似用途電器-空調器器抗菌、除菌、凈化認證規則》中要求空調器器在模擬現場試驗條件下運行1 h,其除菌率不低于70%。
空調器的凈化功能主要分為對顆粒物和氣態污染物的去除,通過潔凈空氣量和累計凈化量進行評價。試驗采用30 m3試驗艙,試驗前在試驗艙中加入一定濃度的顆粒物或氣態污染物,間隔一定時間取樣測定試驗艙中顆粒物或氣態污染物的濃度,通過試驗過程中濃度的變化曲線計算潔凈空氣量。依據CQC16-439165—2020的要求,對顆粒物或氣態污染物的潔凈空氣量實測值不應低于標稱值的90%,且不應低于表2中的要求。

表2 潔凈空氣量限制
累積凈化量主要表征凈化功能的長效性,分體掛壁式空調器的加載試驗艙為3 m(1.4 m×1.4 m×1.5 m),分體落地式空調器加載試驗艙為10 m(2.0 m×2.0 m×2.5 m)。具有室內空氣凈化功能的空調器,其針對顆粒物的累積凈化量應不低于3000 mg,針對氣態污染物的累積凈化量應不低于300 mg。

自清潔是指采用物理或化學方法去除或減少空調器室內機內部微生物的過程。主要包括濾網、蒸發器、風扇、導風葉片等位置。自清潔功能可以有效避免空調長期使用過程中的二次污染,其測試也是采用白色葡萄球菌作為模擬試驗菌種,與除菌的區別在于自清潔測試是將微生物懸液滴加至載體上制作成染菌載體,將染菌載體置于空調器指定位置進行測試,針對的是物體表面的微生物,不是空氣中的。依據CQC16-439165—2020的要求,具有自潔凈功能的空調器,其自潔凈率應不低于70%。
隨著技術的進步和消費者需求的多樣化,除了上述提到的幾種功能外,空調器的健康防護功能也越來越多,比如抗病毒、抗過敏原、除病毒、除過敏原、除螨、除異味等。這些健康防護功能的出現,顛覆了消費者對于傳統空調的印象,也增加了對未來空調功能多樣化的期待,在目前的防疫背景下,具有健康防護功能的空調必將最大限度地發揮其優勢,提升室內環境質量,保護人體健康。