基于空气净化装置的通风系统净化PM2.5的效率测试茅天智

茅天智

摘要：为了对空气净化产品的过滤效果和净化效果进行检验，现提出了针对空气净化装置通风系统PM2.5的一种测试方法，该方法根据对空气净化装置内气溶胶的类型以及净化效率测试台性能等因素的综合测验，对空气净化装置PM2.5过滤性能进行了详细的论证。

关键词：通风系统；空气过滤器；空气净化装置；细颗粒物（PM2.5）

引言：

近几年来，PM2.5的在各大城市污染物排名指数中高居首位，成为城市空气污染物的主要来源，而空气净化装置已拼接器良好的净化性能和超高的性价比受到商家和居民的喜爱，很多居民的家中都购置有空气净化装置。除此之外，空气净化装置还应用于各类公共场所的空调系统中，对去除室内外PM2.5污染发挥了至关重要的作用。

一、测试原理

为了更加精确的测量出空气净化装置的去颗粒物效率，本文采用的测试原理如下：即在空气净化装置的送风口出放置KCL多分散固态气溶胶，然后对空气净化装置的送风口以及出风口空气中的PM2.5浓度进行测量，然后用进风口和出风口颗粒物浓度的差值和进风口颗粒物浓度进行比较，最终得出该空气净化装置的净化率。

二、测试仪器与设备

在实验过程中需要用到的仪器如下：①PM2.5净化效率测试台；②气溶胶发生器；③粉尘测试仪，每种仪器都必须符合实验标准，比如第一种净化效率测试台，虽然可以在正负压系统中使用，但是使用时一定要在密封情况下，而且其打压压力不得高于2000Pa,漏风量不得超过1.63m3／（m2•h），且风量误差值应处于3%的范围内。而气溶胶发生器必须符合国家规定的《空气过滤器》的标准，由于KC1固态气溶胶制取方法非常简单且临界湿度值较高，若空气中的湿度不足70%，该气溶胶内部的分子便会因缺水变得干燥，同时其体积也会增加，而且其相对健康，不会对人体产生危害，所以非常适合本次实验使用。此外，粉尘测试仪也必须满足《粉尘浓度测量仪》的标准。

三、测试步骤

在无外力干扰的情况下，对空气净化装置颗粒物去除效率的测试分为以下四个步骤：

第一步:首先开启空气净化设备和PM2.5测试台的辅助送风机，模拟真实的室内空气流通情况，让净化装置达到正常的工作状态；

第二步：此时开启气溶胶发生装置，使得空气净化装置送风口的PM2.5浓度达到实验要求。

第三步：在空气净化装置的进风口和出风口处进行粉尘采集工作，为了得到精确的样本数据，粉尘取样不得低于5次，且5次内粉尘的差异性不得超过5%,差异性计算公式为标准差／平均值×100%。

第四步：计算空气净化装置PM2.5的净化效率，将测量数值代入该公式：Ｅ＝（1-C2）×100%，其中E代表净化率，C1和C2分别代表出风口和送风口空气中PM2.5的浓度值。

四、影响PM2.5净化效率的多种因素

经过测试，发现影响PM2.5净化效率的因素有以下几方面：

（一）风量稳定程度

经过对国内4台空气净化装置的净化率测试得出，以皮托管动压法为标准风量进行测试，最终的测试结果得出所有设备的净化效率误差范围在2%以内。因此，考虑到一定富余度以及其他不同风量测量原理（如孔板等）的差异性，本测试方法中规定PM2.5净化效率测试台风量稳定在设定值的±3%范围内。

表1不同风量下PM2.5净化效率测试台系统风速不均匀性测试结果

比如居民和单位在购买空气净化设备时，一定要选择风量稳定误差值在±３％以内的空气净化装置，而且新购入的设备开机后至少要连续使用8个小时以上，才能达到系统额定的工作效率，避免因送风不均匀影响空气质量净化效果

（二）净化装置的风速高低

为了测量空气净化设备风速是否和净化率存在关系，现对5台空气净化装置的进风口断面上产生的风速进行测量，为了得出精确的测量结果，在断面内设置了九个点位进行测量，结合九个点位的综合测量结果来看，净化装置风速的高低和净化率呈线性关系，越靠近进风口处的PM2.5浓度越高。

比如在安装空气净化装置时，在进风口处可以再添加一些过滤防护措施来降低PM2.5的浓度，而且进风口的风速要适中，不能过快或过低，过低无法达到理想的颗粒物去除效果，过快容易影响设备的正常稳定运行，从而影响空气净化装置的使用寿命。

（三）PM2.5净化效率测试台浓度不稳定性

通过对两套国产的空气净化装置用PM2.5净化效率台的测试结果显示，在启动KCL固态气溶胶发生器后，对之前测量风速的9个点上的PM2.5浓度进行测量后得出九个点颗粒物浓度各不相同。在风量不同的情况下，每个点PM2.5的浓度偏差值达到12%。同时为了突出实验对比，在相同风量下对这九个点上的PM2.5浓度进行了测量，每个点的测量时间不低于六十秒，最后得出PM2.5浓度稳定曲线，该曲线中，在测量半小时后PM2.5的浓度稳定性偏差系数下降到4.5%,一小时后，浓度稳定偏差系数又有所下降，下降为3%。由此可见，空气净化装置PM2.5的浓度不仅和送风时间有一定关系，同时也受到风量的稳定情况的影响。

比如在使用空气净化装置时，为了达到最佳的颗粒物去除效果，因保持风量固定且长时间稳定送风，这样不仅能降低空气净化装置的负荷，同时还能实现对PM2.5的高效净化。

总结：

经过对多台空气净化设备的检测和数据分析，得出关于空气净化装置净化效率的测量方法，即在正负压系统中，只要净化装置的通风管道可以承受2000Pa以上的压力，即可实现对PM2.5的有效趋势，除此之外，空气净化装置的送风速度以及送风市场也会对PM2.5的浓度产生一定的影响。基于此，在选择空气净化装置时，因选择系统风速不稳定性低于10%,系统浓度不低于15%，且粉尘测试仪的精度和国家规定的JJG846-2015标准一致的产品。

参考文献：

[1]李剑东,徐昭炜,王志勇,等.通风系统用空气净化装置细颗粒物(PM2.5)净化效率测试方法[J].暖通空调,2017,47(4):60-64.

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