空气净化器——知识科普

摘要：空气净化器又称“空气清洁器”、空气清新机、净化器，是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物（一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等），有效提高空气清洁度的家电产品，主要分为家用、商用、工业、楼宇。

  空气净化器又称“空气清洁器”、空气清新机、净化器，是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物（一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等），有效提高空气清洁度的家电产品，主要分为家用、商用、工业、楼宇。

  空气净化器中有多种不同的技术和介质，使它能够向用户提供清洁和安全的空气。常用的空气净化技术有：吸附技术、负（正）离子技术、催化技术、光触媒技术、超结构光矿化技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等；材料技术主要有：光触媒、活性炭、极炭心滤芯技术、合成纤维、HEAP高效材料、负离子发生器等。现有的空气净化器多采为复合型，即同时采用了多种净化技术和材料介质。

  背景资料

  WHO的研究报告显示，2 012年全球因厨房空气污染导致死亡的430万人中，患中风的占到了34%，慢性阻塞性肺疾病和缺血性心脏病分别是22%和26%，而死于肺癌的约占6%。

  英国著名医学杂志《柳叶刀》上一项关于疾病风险评估的研究项目中，已将厨房空气污染（烟雾）列为高血压、吸烟和酗酒之后最大的健康隐患。每年因持续吸入厨房用火所产生的烟雾而死亡的人数，比疟疾、结核病和艾滋病的致死总数还要多。

  美国的《国家癌症学会杂志》上关于中国农民的研究，同样印证了厨房空气污染对人健康的影响。参加研究的中国和美国科学家在云南省调查了两万多名农民发现，家中炉灶没有通风设备的农民患肺癌的概率，大约是那些在家中增建了烟囱或通风设备的农民的两倍。研究人员表示，在导致肺癌的程度上，使用没有通风设备的炉灶与吸烟差不多。

  发展历程

  1823年，约翰和查尔斯·迪恩发明了一种新型烟雾防护装置，可使消防队员在灭火时避免烟雾侵袭。

  1854年，一个名叫约翰 斯·滕豪斯的人在前辈发明的基础上又取得新进展：通过数次尝试，他了解到向空气过滤器中加入木炭可从空气中过滤出有害和有毒气体。

  二战期间，美国政府开始进行放射性物质研究，他们需要研制出一种方式过滤出所有有害颗粒，以保持空气清洁，使科学家可以呼吸，于是HEPA过滤器应运而生。

  20世纪50、60年代，HEPA过滤器一度非常流行，HEPA是个过滤标准，即针对0.3微米的颗粒物，有超过99.97%的过滤效率，它讲求的单次过滤效率。在空气净化器中，达到HEPA标准的滤网风阻太高，而并不适用。

  20世纪80年代 ，空气净化的重点已经转向空气净化方式，如家庭空气净化器。过去的过滤器在去除空气中的恶臭、有毒化学品和有毒气体方面非常好，但不能去除霉菌孢子、病毒或细菌，而新的家庭和写字间用空气净化器，不仅 能清洁空气中的有毒气体，还能净化空气，去除空气中的细菌、病毒、灰尘、花粉、霉菌孢子等。

  从二十世纪90年代后期开始，随着除菌除臭需求增加，空气净化器领域掀起了一股“抗菌热”。空气净化器也在1996年采用光催化剂滤芯提高了除菌除臭性能。

  在2002年以后，受到SARS的蔓延、新型流感流行等影响，人们对空气净化器抗病毒的需求越来越大。开发并为空气净化器配备了“流光能”技术。该技空气净化器术是利用分解（氧化）滤芯捕捉细菌和病毒。

  2008年，在清除空气中有害物质的对策之外，为了满足消除房间干燥的需求，空气净化器又增加了“加湿功能”。

  截至2013年，市场上绝大多数的空气净化器，特别是万元以下的空气净化器，其颗粒物滤网都不能称之为“HEPA”。

  2014年，极炭心滤芯技术首次在空气净化器行业得到运用。

  种类划分

  空气净化器的工作原理来看，主要分为三种：被动式、主动式、主被动混合式。

  根据空气净化器针对空气中颗粒物去除技术，主要有机械滤网式、静电驻极滤网式、高压静电集尘、负离子和等离子体法等。

  机械过滤

  一般主要通过以下4种方式捕获微粒：直接拦截，惯性碰撞，布朗扩散机理，筛选效应，其对细小颗粒物收集效果好但风阻大，为了获得高的净化效率，滤网的阻力较大，而且滤网需要致密导致寿命降低，需定期更换。

  高压静电集尘

  利用高压静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法，其风阻虽小但对较大颗粒和纤维捕集效果差，会引起放电，且清洗麻烦费时，易产生臭氧，形成二次污染。

  “高压静电集尘”是一种既能确保风量又能吸附微细颗粒的方式。这是在颗粒经过滤芯之前通过加载高电压使其带电，使颗粒在电的作用下“容易吸附”到滤芯上的方式。

  高压电集尘部分原本是向两个电极施加高电压，在两极放电之时，使通过的尘埃带电。大部分灰尘原本都是中性或带弱电荷，因此，滤芯只能过滤到比网眼大的灰尘。但缩小滤芯的网眼又会造成阻塞。高压静电集尘方式能够令尘埃带电，在电的作用下，吸附到经过特殊加工、永久带电的滤芯之上，因此，即使滤芯的网眼偏大（粗），也能够确实捕获到尘埃。

  静电驻极式滤网

  相对机械式过滤能仅可有效地去除10微米以上的颗粒物，而当颗粒物的粒径除至5微米，2微米甚至亚微米的范围时，高效的机械式过滤系统就会变得比较昂贵，且风阻会显著增加。通过静电驻极空气过滤材料过滤，能以较低的能源消耗达到很高的捕获效率，同时兼具静电除尘低风阻的优点，但无需外接上万伏的电压，故不会产生臭氧，且由于其组成为聚丙烯材质，很方便抛弃处理。

  静电除尘

  能过滤比细胞还小的灰尘、烟雾和细菌，防止肺病、肺癌肝癌等疾病。空气里对人体最有害的是小于2.5微米的灰尘，因其能穿透细胞，进入血液。普通净化机采用滤纸来过滤空气中的灰尘，极易堵塞滤孔，灰尘不仅没有灭菌效果，而且容易造成二次污染。

  静电灭菌

  采用60 00伏左右的高压静电场，能瞬间完全杀灭寄附在灰尘上的细菌、病毒，防止感冒、传染病等疾病。其灭菌机理是破坏细菌衣壳蛋白的4条多肽链，并使RNA受损。

  天然空气净化器

  经检验证明，晶体石膏灯是一个天然的空气净化器，具有挥发负离子、吸附空气中的杂质、屏蔽电器有害射线等环保功能

  需要注意的是，绝大多数品牌的净化器在销售宣传中都会夸大其作用，有些净化器宣称能“有效捕捉”几十种颗粒。面对种类繁多的市场品牌及复杂的功用，消费者有种雾里看花的感觉。为此，专家提醒消费者在无法甄别产品功用的时候，可以在选择的时候选品牌有保证的产品，或者根据产品的销量来选择。

  国家《空气净化器》相关标准中把空气净化器定义为“从空气中分离和去除一种或多种污染物的设备。对空气中的污染物有一定去除能力的装置。主要是指房间内使用的单体式空气净化器以及集中空调通风系统内的模块式空气净化器。

  根据净化需求来分，空气净化器可以分为：

  （1）纯净化型。如果位于室内湿度较适中的地区，或者对空气质量要求不太高，则选购纯净化型的空气净化器就满足需求了。

  （2）加湿净化型。如果是位于较干燥的地区、经常开空调被空调抽湿而造成室内空气干燥、或者对空气质量要求较高，则选购一台带有加湿净化功能的空气净化器，将是最适合的选择。

  （3）智能型。如果喜欢自动化操作、智能监控空气质量、或者体现高贵品味、或者用来送礼需要更体面，则选购一台智能型的空气净化器便是最佳选择。

  （4）车载型。如果是用于轿车内空气净化，需要专门净化汽车异味、汽车甲醛等车内污染，并能够专门放置于车内的空气净化器，所以，最优选择为车载型空气净化器。

  （5）桌面型。即放置于桌面，净化桌面周围一定范围内的空气，保护桌面附近人的健康的空气净化器。如果经常坐在电脑前、办公桌前、或者书桌前，但是所处的室内面积不小，或者是公共场所，自己掏钱买一台大型的空气净化器并不划算，也不时尚，则桌面型的空气净化器就是较好的选择。

  （6）大中型。主要适用于面积较大的室内场合，如家内大厅、高级银行办公室、高级行政办公室、重要的演讲厅会议厅、高级酒店、医院、美容院、幼儿园等场合。

  （7）中央空调系统型。主要适用于安装了中央空调、或者有天花板的单一房间或者多个房间一起净化的情况。

  适用对象

  一、适用场所：

  1、刚刚装修 或翻新的居所。

  2、有老人、儿童， 孕妇、新生儿的居所。

  3、有哮喘、过敏性鼻炎及花粉过敏症人员的居所。

  4、饲养宠物及牲畜的居所。

  5、较封闭或受到 二手烟影响的居所。

  6、酒店，公众场所。

  7、愿受高品质生活的人群的居所。

  8、医院，降低感 染，阻止传播疾病。

  二、适用人群：

  1、孕妇： 孕妇在空气污染严重的室内会感到全身不适，出现头晕，出汗，烟干舌燥，胸闷欲吐等症状，对胎儿的发育产生不良的影响。患上心脏疾病的可能性是呼吸清新空气的孕妇所生孩子的3倍。

  2、儿童：儿童身体正在发育中，免疫系统比较脆弱，容易受到室内空气污染的危害，导致免疫力下降，身体发育迟缓，诱发血液性疾病，增加儿童哮喘病的发病率，使儿童的智力大大降低。

  3、办公室一族：在高档写字楼里上班时一份让人羡慕的职业。但是在恒温密闭的空气质量不好的环境中，容易导致头晕，胸闷，乏力，情绪起伏大等不适症状，影响工作效率，引发各种疾病，严重者还可致癌。

  4、老人：老 年人身体机能下降，往往多种慢性疾病缠身。空气污染不仅引起老年人气管炎，咽喉炎，肺炎等呼吸系统疾病。还会诱发高血压，心脏病，脑溢血等心老血管疾病。

  5、呼吸道疾病患者：在污染的空气中长期生活会引起呼吸功能下降，呼吸道症状加重，尤其是鼻炎、慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿 等疾病。通过呼吸纯净空气来达到辅助且根治的治疗效果。

  6、司机：车内缺氧，汽车尾气污染严重。

  工作原理

  空气净化器主要由马达、风扇、空气过滤网等系统组成，其工作原理为：机器内的马达和风扇使室内空气循环流动，污染的空气通过机内的空气过滤网后将各种污染物清除或吸附，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。

  被动吸附过滤式的净化原理（滤网净化类）

  被动式空气净化器的主要原理是：用风机将空气抽入机器，通过内置的滤网过滤空气，主要能够起到过滤粉尘、异味、有毒气体和杀灭部分细菌的作用。而滤网主要分为：颗粒物滤网和有机物滤网。颗粒物滤网空气净化器又分为粗效滤网、和细颗粒物滤网。

  这类产品的风机以及滤网的质量决定了空气净化的效果，机器放置的位置以及室内的布局也会影响净化效果。

  主动式的净化原理（无滤网型）

  主动式的空气净化器的原理与被动式空气净化原理的根本区别就在于，主动式的空气净化器摆脱了风机与滤网的限制，不是被动的等待室内空气被抽入净化器内进行过滤净化，而是有效、主动的向空气中释放净化灭菌因子，通过空气会扩散的特点，到达室内的各个角落对空气进行无死角净化。

  市场上净化灭菌因子的技术主要有银离子技术、负离子技术、低温等离子技术、光触媒技术和净离子群离子技术等，该类产品最大的缺陷就是臭氧释放量超标的问题。

  双重净化类（主动净化+被动净化）

  这种净化器其实就是将被动式净化的技术与主动净化类的技术进行结合。

  应用领域

  空气净化器在居家、医疗、工业领域均有应用，居家领域以单机类的家用空气净化器为市场的主流产品。最主要的功能是去除空气中的颗粒物，包括过敏原、室内的PM2.5等，同时还可以解决由于装修或者其他原因导致的室内、地下空间、车内挥发性有机物空气污染问题。由于相对封闭的空间中空气污染物的释放有持久性和不确定性的特点，因此使用空气净化器净化室内空气是国际公认的改善室内空气质量的方法之一。

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