多种车载空气净化器净化效果对比研究

单丹丹

(安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽合肥 230601)

0 引言

随着人们生活水平的提高，汽车逐步走入平常人生活，车内空气的状态也越来越被人们所关注。由于汽车在制造过程中使用到的胶黏剂、塑料、发泡材料等材料，汽车后装饰市场的座椅套、脚垫等材料，驾乘人员日常生活中的抽烟等行为，给车内带来各种有毒有害物质和异味。在相对狭小封闭的车内空间，车载空气净化器可以将车内污染的空气快速净化，从而输出洁净清新的空气，创造良好的车内环境。车载空气净化器的开发具有重要意义[1-3]。

常见的车载净化器有前装扶手式、吸顶式、衣帽架式空气净化器及后装精品空气净化器。文中针对江淮汽车某车型的4种车载空气净化器净化效率进行测试，分析不同净化器对PM2.5、甲醛、甲苯、细菌等物质的净化效果。

1 车载空气净化器的净化效率

1.1 实验部分

主要原料包括：固态颗粒物：红塔牌香烟烟雾，焦油量8 mg；甲醛、苯、甲苯：色谱纯；金黄色葡萄球菌；扶手式空气净化器、吸顶式空气净化器、衣帽架式空气净化器、后装精品空气净化器。

主要设备包括：激光尘埃粒子计数仪；微生物气溶胶发生器；六级筛孔空气撞击采样器；气相色谱质谱联用仪(GC-MS)；高效液相色谱仪(HPLC)；1 m3试验舱；3 m3试验舱。

1.2 实验过程

1.2.1 颗粒物洁净空气量实验

将车载净化器置于3 m3试验舱中，按GB/T 18801-2015《空气净化器》标准注入一定浓度的颗粒物(0.3 μm以上颗粒物初始浓度2×106个/升)，净化器连续运转20 min，每2 min记录颗粒物数值，并计算颗粒物的衰减浓度及颗粒物洁净空气量(Clean Air Delivery Rate，CADR)，研究空气净化器提供洁净空气的速率[4]。

1.2.2 固态及气态污染物去除率实验

将车载净化器置于3 m3试验舱中，按GB/T 18801-2015标准分别注入一定浓度的PM2.5固态颗粒物(初始浓度：5 mg/m3)和甲醛、苯、甲苯气态污染物(初始浓度：甲醛1 mg/m3、苯1.1 mg/m3、甲苯11 mg/m3)，净化器连续运转60 min后，记录PM2.5颗粒浓度和气态污染物数值，并计算车载净化器对PM2.5颗粒物、甲醛、苯、甲苯等物质的净化效果。

1.2.3 除菌率实验

依据GB 21551.3-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能 空气净化器的特殊要求》标准进行试验，在1 m3试验舱内，开启微生物气溶胶发生器、0.2 MPa染菌(金黄色葡萄球菌)20 min后，开启车载空气净化器60 min，使用六级筛孔空气撞击采样器采样，记录试验后细菌量，并计算出细菌自然消亡率及净化器的除菌率[5]。

1.3 实验结果及分析

1.3.1 颗粒物洁净空气量

从表1可以看出：前装吸顶式车载空气净化器的颗粒物洁净空气量最好，高达27.3 m3/h，这是由于吸顶式空气净化器具有较大的设计空间，它采用风量较高的离心式风机，从而实现在较短的时间内对车内空气进行多次净化；扶手式和衣帽架式车载空气净化器的颗粒物洁净空气高于20 m3/h，表明这两种净化器也具有较好的净化效果；后装车载空气净化器因空间限制，其提供洁净空气的速率最低，仅16.3 m3/h。

表1 颗粒物洁净空气量结果对比说明 m3·h-1

1.3.2 固态及气态污染物去除率

从表2可以看出：前装及后装车载空气净化器的PM2.5去除率均高于98%。去除固态颗粒物PM2.5主要是通过HEPA(High Efficiency Particulate Air Filter)滤网将空气中的颗粒物截停，将颗粒物吸附在滤网上；4种净化器采用的HEPA滤网相同，仅尺寸略有不同，因此，4种空气净化器均具有优异的PM2.5颗粒物净化效果。对于气态污染物甲醛，吸顶式车载净化器去除效果最好，但仍低于83%。4种车载空气净化器的苯、甲苯气态污染物去除率均高于90%，且吸顶式净化器净化效率>衣帽架式净化器>扶手式净化器>后装车载净化器，同时，4种车载净化器对苯、甲苯气态污染物的净化能力优于对甲醛的净化能力。因为滤网中的活性炭对甲醛、苯、甲苯的吸附能力有限，净化器的气态污染物去除效果远低于固态污染物的净化效果。

表2 固态及气态污染物去除率结果对比说明 %

1.3.3 除菌率

通过表3可知：4种车载空气净化器均具有较好的金黄色葡萄球菌去除率，其中，吸顶式车载空气净化器的除菌率高达95.95%，而扶手式空气净化器的除菌率最低，但4种车载净化器的除菌率差别较小。这是因为虽然4种车载空气净化器的形状大小各异，但是均采用等离子发生器对细菌进行去除，即杀菌原理相同，该原理具有较高的杀菌效果[6]。同时，通过分析发现4种等离子发生器释放的等离子体、臭氧浓度及负离子数基本一致，因此，4种车载空气净化器除菌率基本没有差别，均达95%以上。

表3 金黄色葡萄球菌去除率结果对比说明 %

2 结论

(1)前装车载空气净化器的颗粒物洁净空气量远高于后装车载净化器，其中前装净化器中吸顶式净化器具有最高的颗粒物洁净空气量；

(2)前装及后装车载空气净化器均具有优异的PM2.5颗粒物净化效果和杀菌效果；

(3)4种车载空气净化器对苯、甲苯气态污染物的净化效果优于其对甲醛的净化器效果；

(4)车载净化器的气态污染物净化效果远低于固态污染物的去除效果；

(5)车载空气净化器具有优秀的PM2.5、固态及气态污染物、细菌等净化效果，同时，前装车载空气净化器的净化效果优于后装车载净化器。车载净化器可以作为车内空气净化的重要有效手段。

参考文献:

[1]李霞，周文娟．新型车载净化器调研分析[J].山东工业技术,2015(4):223-225.

[2]董雪．滤网式车载空气净化器设计[J].现代制造技术与装备,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．对空气净化器性能指标及评价方法的探讨[J].家电科技,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]全国家用电器标准化技术委员会.空气净化器:GB/T 18801-2015[S].北京:中国标准出版社,2015.

[5]全国家用电器标准化技术委员会. 家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能 空气净化器的特殊要求:GB 21551.3-2010[S].北京:中国标准出版社,2011.

[6]李辉，孔庆媛，万毅，等．室内空气净化技术的研究与探讨[J].林业机械与木工设备,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.