无风机式负离子空气净化器标准探讨

无风机式负离子空气净化器标准探讨-中国空气负离子研究学会关于无风机式负离子空气净化器 CADR值计算判断标准初稿摘要：本文从分析我国空气净化器（GB/T18801-2015）国家标准以及欧美国家同类标准的部分内容出发，根据负离子空气净化器的工作原理、性能特点，探讨无风机式负离子空气净化器的 CADR（空气净化量）值、CCM（累计净化量）、能效等级和噪音等标准的测算、评判方法。（作者：陶明章，为负离子空气净化器功效评测标准研讨会组委会专家组成员）关键词：负离子空气净化器 空气净化器 无风机空气净化器 标准一、概述工业文明的高速发展带来了社会财富的快速增加，带来了物质文明的极大提高，但同时也给环境带来了严重污染，特别是空气污染已经成为国人生活中不可避免的一个现实。环境污染治理是一项长期而艰巨的工作，在外部环境治理短时间内难以取得显著成效的情况下，人们越发重视室内环境保护，据统计大众对室内环境保护的认知度已由 1999 年的 29.5%上升到目前的 81.5%。与之相应空气净化器也成为继电视、冰箱、洗衣机、电脑之后的又一家庭必备电器。2014 年在华销售空气净化器品牌数量从 2012 年的 56 个增长至 556 个，空气净化器成为了整个家电行业盈利的最大突破口。无风机式负离子空气净化器作为空气净化器行业的新兴力量，以其零耗材、零噪音、超低能耗，无二次污染，净化性能永不衰减，净化空气并营造负氧离子疗养环境等优势，完全克服了传统滤网式空气净化器的各项弊端，因而深受广大消费者青睐，近年来增长势头更为强劲，在空气净化器市场所占份额大幅提升，并逐渐占据主导地位。2015 年 9 月 15 日，空气净化器（GB/T18801-2015）国家标准正式公布，并于 2016 年 3 月 1 日正式实施。根据新国标，综合空气净化器指标是CADR（空气净化量）、CCM（累计净化量）数值、能效等级、噪声这四项核心指标，成为衡量空气净化器好坏的主要标准。尤其是 CADR 值，往往被媒体和厂家作为考核空气净化器的核心指标。但作为无风机式负离子空气净化器，没有出风量，无法用传统方式计算其 CADR 值，为破解这一难题，解答消费者的困惑，高科负氧离子研究所携手中国空气负离子研究学会，联合山东新活医疗科技有限公司、德国 VIIYI 薇伊环境技术有限公司亚太公司、法国TEQOYA、美国 NanoSteps、纽来福离子健康科技有限公司、济南森林态生物技术有限公司等多家国内外知名无风机式负离子空气净化器生产企业及室内空气净化领域专家，通过大量实验研究、深入讨论，本着尊重客观事实和实验数据的原则，探讨针对无风机式负离子空气净化器的 CADR 值、CCM 等指标的计算方法，并在适宜时机以行业联盟（协会）之名义发布关于无风机式负离子空气净化器 CADR 值计算判断标准，以期破解这一困扰无风机负离子空气净化行业的难题。二、无风机式负离子空气净化器的概念及优势无风机式负离子空气净化器是一种无需借助风机外吹和滤网过滤，利用自身产生的空气负离子对空气进行净化、除尘、除味、灭菌的环境优化电器，其核心功能是生成空气负离子，利用空气负离子本身具有的自然扩散性扩散到空间中、凝聚沉降颗粒污染物，分解甲醛等有害气体，杀菌消毒并营造负氧离子疗养环境的特性来对室内空气进行优化。其与传统的空气净化器的不同之处是以负氧离子作为净化因子，主动出击捕捉空气中的有害物质，而传统的空气净化器采用被动吸附过滤式的净化原理，通过风机抽风，利用滤网被动吸附过滤来净化空气，需要根据滤网的饱和程度（净化效果衰减程度）更换滤网，否则容易导致二次污染，而无风机式负离子空气净化器则无需风机和滤网，真正做到零耗材，零噪音。在实际应用中，传统滤网净化器的滤网过滤不了危害更大的微小颗粒，无法全效去除物理污染（颗粒物）、化学污染（甲醛、苯、装修污染）、微生物污染（细菌病毒）三态污染，滤网的存在让消费者纠结于何时更换滤网，且滤网更换成本过高，一旦产品更新换代，甚至出现买不到滤网的情况。此外，传统滤网式净化器风机带动导致功率大、耗电多、不节能，无法 24 小时开机全天持续净化。而无风机式负离子空气净化器则有效规避了这些困扰消费者的问题。无风机式负离子空气净化器释放的负氧离子可以有效凝聚沉降 PM2.5 及更微小的细微颗粒物，将甲醛、苯等有毒气体分解成二氧化碳和水等无害物质，破坏微生物体内的电平衡，将物理污染（颗粒物）、化学污染（甲醛）、微生物污染（细菌病毒）三态污染一网打尽，且无需耗材，后期维护费用为零，消费者无需纠结何时更换滤网以保持净化效果，有效规避了二次污染。因为没有风机，特别是纳子富勒烯等超导材料的使用，使得无风机式负离子空气净化器功率降到 10 瓦以下，支持 24 小时开机，实现 365 天持续净化。除此之外，负离子空气净化器还能向空气中补充空气维生素负氧离子，充分利用负氧离子广谱高效的医疗保健作用，有效抗氧化，消减自由基，提高人体免疫力和自愈能力。三、负离子空气净化器的分类根据生成空气负离子的技术不同，负离子空气净化器一般分为以下几种：1.双极电晕放电技术2.普通单极放电技术3.纳子富勒烯电极放电技术4.负离子转换器技术5.离子变换器技术6.生态负离子生成芯片技术7.具有污染物收集功能的生态负离子释放技术以上多种技术的负离子空气净化器产品，我国都已经开发成功并具有生产能力。双极电晕放电技术是指分别在两个电极上加载正高压和负高压，在两电极之间形成不均匀的电场，从而产生电晕放电，使流过的空气电离，产生空气离子。目前市场上很多负离子发生器采用双极电晕法产生负离子，此方法的不足之处是所产生的负离子浓度一般不高，且以大粒径的重离子和中离子为主，扩展性能差，并伴随有正离子和臭氧产生。普通单极放电技术一般采用单极负高压作为电子释放源，电子释放电极采用针状金属尖端或者普通碳纤维尖端，通过释放电极向空间源源不断的释放电子，电子与空气中的氧气分子相结合生成负氧离子。此方法产生的负氧离子浓度一般较高，扩散性能良好，但会产生一定臭氧和氮氧化合物。纳子富勒烯电极放电技术，是指利用纳子富勒烯作为放电电极，富勒烯是采用纳米技术制造的电触媒材料，是一种接近超导的材料，电阻几乎等于零。在电离子通过该材料时，会产生强大的共振效应，极利于电离子的游离析出，不像传统的离子释放材料（普通碳纤维或金属等）需要很强的电流才能输出较高浓度离子。它只需比较微弱的电流即可释放大剂量、高纯度的负氧离子，可在空间形成纯净的生态负氧离子浴环境。同时没有臭氧、氮氧化合物等衍生污染物产生。负离子转换器技术：负离子转换器是一种应用于空气负离子生成设备上的转换装置，可将人工生成的负离子转换成等同于大自然的小粒径负离子。小粒径空气负离子活性高、迁移距离远，在不使用风机外吹的情况下，空气负离子就扩散至 45 米的距离，实现了产品“零”噪音运行。离子变换器技术：离子变换器是负离子转换器的升级版，在制造工艺和性能上较负离子转换器更加高效稳定，其实质是应用于负离子生成系统的脉冲频率增强器。脉冲频率增强器能有效提高负离子的脉动能量，使利用此技术的空气负离子功能电器能产生等同于大自然的小粒径、高活性的生态级负氧离子。生态负离子生成芯片技术：生态负离子生成芯片是将压电陶瓷负离子发生器和离子变换器高度集成。压电陶瓷负离子发生器可以抑制和消除传统的负离子发生器产生正离子等不利影响，并极大减小了负离子发生器的体积和厚度。使用生态负离子生成芯片技术不仅能够产生大剂量、高纯度、小粒径、高活性的生态负离子，而且极大缩小了负离子产品的体积，更加节约空间且便于移动。具有污染物收集功能的生态负离子生成机：是指在使用负离子转换器技术或生态负离子生成芯片技术的负离子生成机的基础上，增加具有污染物收集功能的收集器，负离子释放到空间后，迅速和污染物结合，一部分凝聚成大颗粒而沉降，另一部分结合了负离子而带负电因正负相吸的原理，被吸附到污染物收集器上，由此极大地提高了负离子发生器的净化效率。四、无风机式负离子空气净化器的 CADR值计算方法CADR 是国际权威机构评价空气净化效能的主要指标，是（Clean Air Delivery Rate）的缩写,也叫做洁净空气输出比率。 CADR 是美国家电制造协会(AHAM)按照严格的测试标准进行测试得出的空气净化器输出洁净空气的比率。根据空气净化器（GB/T18801-2015 ）规定，CADR 值是指空气净化器输出洁净空气的比率，即 1 小时产生洁净空气的体积，主要衡量空气净化器的净化效率。CADR 值越高意味着净化器的净化效能越高。需要注意的是，CADR值是指产生洁净空气的体积，传统滤网式空气净化器过滤空气需要考虑两个因素，一是滤网越细密，对空气中粉尘颗粒等污染物的拦截率越高，但相应的洁净空气输出量越少，为提高空气净化效率而增加滤网的细密度，则需要提高风机功率，而此举带来的不良后果是噪音大，耗电多。于是，很多空气净化产品偷换概念将风机鼓风量等同于 CADR 值。二是空气中的粉尘颗粒等污染物被滤网拦截后会附着在滤网上，如果不能适时更换滤网，会造成二次污染，影响对空气的净化效果。根据相关规定，CADR 值要求必须保证适用面积内空气达到一定的净化次数，即空气净化器内置的风机有一定的风量，国际标准是要求保证在适用面积里每小时净化 5 次，即每 12 分钟完全循环净化一次，更明了一点讲就是：每 12 分钟输出的洁净空气量体积等同于适用面积的房间容积。针对目前市面上很受欢迎的无风机式负离子空气净化器，因为没有风机，出风量几乎为 0，如果采用传统计算方法，则 CADR 值为 0，即无任何净化效果，这显然与事实不符。为此，高科负离子研究所携手中国空气负离子研究学会及室内空气净化领域专家一起，通过对市面上主流无风机式负离子空气净化器产品进行实验测试、研究探讨，推算出无风机式负离子空气净化器的 CADR 值计算公式：CADR值（m/h）=每 12分钟能完成的净化面积（ ） 房间高度 H（m）5（次/h）并根据新近由中国空气负离子研究学会和零点市场研究公司联合发布的2015年度中国市场专业空气负离子产品调研报告，以及研讨小组的一致推举，选取采用生态级负离子生成专利技术并增加有污染物收集功能的中德合资产品VIIYI 薇伊森肽基牌生态级空气负离子生成机来举例：按照国际标准要求，须在适用面积里每小时净化 5 次只需每 12 分钟对适用面积有效净化 1 次VIIYI 薇伊森肽基负离子空气净化机采用的是无风机的主动式净化方式，不存在最大出风量，在计算中只需知道 VIIYI 薇伊森肽基负离子空气净化机 12 分钟可为多大面积的房间有效净化 1 次即可。（此处所指的有效净化是指:把所针对的污染物浓度净化降至符合国家标准的优良空气等级值，例如：PM2.5，达到 30g /m以下）经过多次反复实验得出，VIIYI 薇伊森肽基负离子空气净化机 12 分钟可对面积为 27 左右，层高为 2.8 米的房间有效净化 1 次，即适用面积约为 27。根据 V=Sh(S 为底面积，h 为高)的常规体积公式，洁净空气量 V(体积)=S（适用面积）H（层高）可得出 VIIYI 薇伊森肽基负离子空气净化机每次净化所得的洁净空气体积为：27 2.8m76m综上，根据每小时须净化 5 次的国际标准，可得出 VIIYI 薇伊森肽基负离子空气净化机的 CADR 值=76m5 次/h=380m/h需要特别指出的是，传统风机+滤网的空气净化器由于风机转动磨损、功耗大、能耗高，再加上节能的考虑，基本不支持 24 小时开机。但无风机式负离子空气净化器因为没有转动摩擦机电件而更为节能，完全可以支持 24 小时开机。在充足的净化时间下，不仅能保证更好的净化效果，而且变相提高了适用面积，初步估算，适用面积至少可以增加一倍，大大提高了产品性价比。五、无风机式负离子空气净化器的其他指标测算除了 CADR 值，我们还根据空气净化器（GB/T18801-2015 ）新国标对无风机式负离子空气净化器的 CCM（累计净化量）数值、能效等级、噪声等三项核心指标进行了测算。根据新国标定义，CCM（累计净化量）代表污染物净化能力，指 CADR 值衰减到 50%时，累积净化污染物（颗粒物或甲醛）的总重量，单位为 mg。因为滤网吸附污染物有饱和度上限，在吸附一定污染物后会逐渐接近饱和度，滤网的净化效果便会相应有所衰减。而无风机式负离子空气净化器是利用净化因子-负氧离子凝聚沉降污染物或者增加可反复冲洗的污染物收集器来收集污染物，没有滤网，其 CADR 值是稳定无衰减的，因而 CCM 值可以认定为无上限。净化能效定义是指 CADR 值（洁净空气量）与额定功率的比值，CADR 值一定的前提下，额定功率越小，净化能效越高，或者额定功率一定时，CADR 值越大，净化能效越高。目前市面上的无风机式负离子空气净化器功率普遍较小，一般都在 10 瓦以下，一些技术领先的生态级负离子发生器甚至在 5 瓦以下，如 VIIYI 薇伊森肽基负离子空气净化机的功率为 3 瓦，瑞士班泰克斯负离子空气处理器的功率小于 2 瓦，森肽基负离子空气净化机的功率仅需 1.2 瓦。以森肽基负离子空气净化机为例，即使 24 小时开机每个月仅需 10.5 度电，每年合计电费 6 元钱。它的耗电量不足传统净化器的十分之一。无风机式负离子空气净化器不需借助风机，机器在运作时不产生噪音污染，真正实现零噪音。一般 3040 分贝的声音是比较安静的正常环境，超过 50 分贝就会影响人们的睡眠和休息