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[技术资料] [五]唐驳虎:只需3块钱的“空净器”,有效么?(下)

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发表于 2016-1-15 13:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
唐驳虎:只需3块钱的“空净器”,有效么?(下)

凤凰新闻客户端 2015/12/31 17:50


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核心提示:从本篇开始,终于进入对各种方式、设备的具体介绍和点评。对于这种最廉价的方式,对于大家最关心的效果,可以在这里直接说:有点效果。不过,也只是有点。


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凤凰新闻客户端主笔 唐驳虎
最全空气净化指南4——3块钱的超廉价办法?
【静电驻极技术】
上过初中物理的人就会知道,有的塑料在干燥环境下可能会因摩擦产生几千到2、3万伏静电压。
若过滤材料带上这样的静电,过滤效果可以明显改善。因为静电力比范德华力要强,作用距离更远。
依赖范德华力进行吸附的常规滤材,需要微粒直接碰撞接触到纤维上才能起作用。
但静电力只要微粒经过纤维附近就有可能捕捉,使粉尘改变运动轨迹并撞向障碍物。静电力还能增加纤维与粉尘间的粘接力。

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因此,所谓的“静电驻极”滤材是用特殊的生产工艺,将电荷预先植入在滤网内,出厂时具有最高两万伏的高压静电,使用时就可以释放电荷,从而提高滤网的吸附过滤能力。
所谓“驻极”,意思就是自身长期带静电的电介质材料。注意这仍然只是附加静电、改善吸附能力的物理滤网,并非另一种体系的“高压静电除尘”技术。

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单丝直径:聚丙烯PP化纤材料一般为4μm,而玻纤材料大约是0.3μm。
在使用了静电驻极技术之后,即使风阻较小、纤维空隙较大的PP熔喷空气滤网,也可以通过静电吸附的方法来处理极细微颗粒物(比如0.3微米,0.1微米)。

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“静电驻极”滤材的优点,就在于可在极低空气阻力(3~8Pa)的条件下,实现很高的过滤效率,适用于绝大多数风机。
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那么静电技术有什么缺点呢?
静电驻极,无论技术多么高超,都存在失效的时间,当静电自然损耗消退后,小颗粒吸附效率下降很大。
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而这个失效的时间一般在2个月左右,最好的也很难超过3个月。
这里的“驻”,只能解读为“驻留”,并非大家想象中的“长驻”甚至“永驻”。

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所以,虽然这种静电纤维滤网在刚开始使用时,效率表现良好,但是其静电效果消失非常快速,滤网过滤效果将急速降低,同时阻力增大,出风量减少。
也就是说,滤芯使用三个月后,就会失去大部分净化能力,让70%的颗粒物通过。
每隔三个月就要更换,比一般可用一年才需更换的常规滤网,耗材费用大,使用不便。

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【滤网究竟能不能水洗重复使用?】
在持续的过滤之后,滤网自然“脏了”,“吸饱了”。很多人自然会生出这样的想法和疑惑:
能不能用水洗一洗,洗掉灰尘,重复使用呢?
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简单地说:不能。
必须再强调一次,PM是微粒,不是灰尘。
无论是水洗、拂尘还是吸尘器吸附,抖一抖和拿吸尘器吸一吸可以清除表面部分大颗粒的尘埃,但小的微粒会吸附在滤网的纤维里,就不是靠“抖一抖,吸一吸”就能解决得了的了。
同时,清洗时外力的使用,水流的浸泡,尤其是若使用洗涤剂,其中某些具有溶胀效应的化合物,很可能会破坏滤网内部的细微过滤结构,而影响其过滤能力。

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虽然日本已经研制出利用超声波震动,在水中清洗过滤网的技术,清洗后可以恢复原有性能。
但清洗所需成本达到了新过滤网价格的30%~50%,而过滤网价格又并不贵。所以在市场上无法推广。
至于“静电驻极”的滤材,虽然纤维较粗,但就更不适宜清洗了。因为其吸附的主要能力来源于静电,把滤网浸在水里,还残存的静电会是什么下场,大家应该都能猜得到。
至于人工重新“加电”,这是家庭条件下无法做到。虽然有商家推出所谓的“驻极辅料”,可以在滤料表面重新产生一点电荷,但这仍是极不靠谱的事情。

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当然,G1~G4粗效过滤器所用的粗纤维无纺布,负责过滤5μm以上的粗粒子,空隙较大,滤材结实,吸附的粒子也较大,可在一定程度上水洗重复利用。当然,你还要判断过滤器的辅助材料是否抗水。
而F6 以上级别过滤器的过滤材料,纤维细密、易损,孔隙较小,它们或无法清洗,或从经济角度上考虑不值得清洗。
总之:洁净场合要求高的过滤网都是一次性的,根本无法清洗。
细小的微粒会最终导致风阻上升、风量减小、噪音加大。这时就该换滤网了,别无它法。
显然,我们买净化器主要目的是为了保护自己和家人的健康,而不是省几个钱。
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【3块钱的空气净化办法】
把滤网的知识全部讲完、讲透。我们终于可以开始进入对各种滤网过滤方法的点评了。
就像前几期在网友互动部分有读者提出的“空调加3M的滤网不知道效果如何?”
这实际上是有人分析观察了家中电器之后,想出来的最廉价招数。

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这的确很聪明。空气净化器不就是风机+滤网么?头顶上的空调不就是一个挺安静的、固定的风机么?

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空调的热交换器自身也有一张粗滤网,我们买来一点滤纸,自己塞进这里边,不就是DIY出最省钱、最简单便利,甚至家中不增添任何设备的最简单空气净化方案么?

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这里的确极大的可行性,先说下细节要求:
挑选空调滤网,首先要考虑风阻的问题,因为如果风阻过大,会伤害空调风机,长时间高负荷运转,风机可能会烧掉。
所以,实际能用都是超低风阻(0.5-8Pa不等)的静电驻极滤纸。理论过滤效率从标注60%~90%不等。

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淘宝目前主销的就是这个规格——长70厘米,宽30厘米产品,最低价格大约10元左右。
如果把它剪裁成适合空调大小的滤纸(20厘米*30厘米),贴到空调进风口的滤网上,一张才折合3块钱。看上去是最便宜、性价比最好的办法。

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【理论中存在的问题】
但这在理论上会有什么问题呢?
一张薄薄的纸,厚度2毫米左右,过风纵深极浅,是不可能达到标称的过滤效率的。
只有做成致密的褶皱型折叠结构,并拥有像大部分过滤器的至少3厘米以上的厚度,才能达到标称的过滤效率。
过滤网超大的实际过滤面积,除了提升“容尘量”,更重要的本质在于什么?在于降低空气经过滤材时的流量速度。

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EPA滤材的试验滤速是5.3厘米每秒。而空气净化出风口的风速一般是多少?3-5米每秒。注意单位,这里差了近百倍。
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所以,只有过滤器拥有几十倍于正面进气面积的实际滤材表面积,才能在为出风口提供足够出风量的同时,大幅降低进气时气体实际流过滤材的速度。

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而带静电材料对过滤流速非常敏感。常规滤材试验滤速提高五倍,过滤效率会降低一个数量级;带静电材料则会降低两个数量级。
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把单张滤纸直接放空调进风口,只能是一个很低效的过滤器。这是其一。
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其二,因为DIY的缘故,只覆盖了一部分进风口,即使全覆盖,漏风量仍很大,实际的过滤效率还会进一步降低。
其三,就是上边讲过的,静电驻极材料的失效时间短,做成滤网,失效时间在2个月左右,如果是这种简单的滤纸,能坚持一个月的时间就很不错了。容尘量也显然很低,每个月甚至每两周都必须更换,比较繁琐。
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【实践检验——有点效果,但不明显】
说了那么多理论,那么实际究竟能不能起到一点过滤的作用呢?
我们做了检测,用最好的、贵出许多的正牌3M材料,在室内PM值160左右(相当于室外污染值300)的情况下,用这种方式,在垂直于空调出风方向相距2米的地方,能够将PM值降低到120左右并保持。如果相距3米,就只能降到145了。
而在室内PM值220左右(相当于室外污染值400),用这种方式,垂直相距2米的地方,能够将降低到180左右。
也就是说,这种3块钱的DIY方式,能够取得削减40个数值的作用,但也就仅限于此了。
【结论】
削减40,有没有用?这就得看个人所处的环境和判断了。
如果你所在的地方污染峰值一般不超过200,折合室内污染指数100左右,削减掉40个字,变成污染值60,还是可以接受的。就不需要其他复杂的设备和办法了。
而如果你生活在在北方,污染指数常常爆表。只削减40,显然没什么用。
注意以上这些,还是在每半个月都更换滤网,保持静电过滤能力的情况下的。
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买家对静电型滤纸明确的说明,但常规滤网用上一年都是可以的
【单张静电滤纸的真正用途】
这种单张静电滤网虽然难以独挑大梁,但却可以成为真正的空气净化器的伴侣。
从先前文章中介绍到的工业空气净化配置,大家就会了解到,专业净化都是需要多层不同层级滤网的配合的。预过滤级做的越好,高效级用的时间就越长。
而家用空气净化器除了过滤大灰尘、絮状物的前置滤网,只要不是顶级机型,几乎都没有预过滤级的配置。

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所以,聪明的读者应该想到这种才几块钱的低风阻、单张静电滤纸的更合理用途了——
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配合家用EPA滤网使用,放置在EPA滤网正面,定期更换抛弃,可以有效延长EPA滤网寿命,并进一步提升过滤效率。同时由于滤纸的风阻低,不会影响出风量。

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不过,如果EPA滤网更换价格只有100~200元的话,是否还值得每个月都这般拆装折腾?这也就得看个人的选择了。
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【3元的办法不太管用,300块钱的行不行?】
其实,知道这个3块钱办法的人不是很多。但相信已经会有很多人看过了一个朋友圈里热门转发的帖子:《300块钱,风扇+滤网DIY一个空气净化器》。
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这个办法管不管用呢?这可能是相当多读者关心的。
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 楼主| 发表于 2016-1-15 13:20 | 显示全部楼层
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