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[技术资料] [三]唐驳虎:真相了!大部分空净器没用自称的HEPA

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发表于 2015-12-30 13:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
唐驳虎:真相了!大部分空净器没用自称的HEPA
来源:凤凰网

最全空气净化指南2——HEPA其实家用没必要

凤凰新闻客户端主笔 唐驳虎

第一篇解释了PM及其危害,PM不是灰尘,而是微粒,看不见却又有危害,光躲在房子里是躲不过的。

第二篇诠释了过滤的原理,对付这种细小微粒,不能用“海绵”,而是得用“粘钩”。

这一篇将讲过滤网在空气净化器中的实际运用。

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过滤器还分那么多级别呢?

有的爱思索的人会想到,高效空气过滤器,“高效”这两个字就纯粹是个修辞的广告语吧?有没有“低效空气过滤器”呢?

还真有,同样是滤网,会有不同的用途,自然也是有不同的过滤等级。其中目前我们常用的有欧洲标准和中国标准的等级划分。

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中国标准把过滤器分为粗效(不叫低效)、中效、中高效、亚高效、高效、超高效等几个档次。

欧洲的标准更为人们所常用,从欧标EN 779-1993、EN 1882-1998开始,体系划分为G1-G4、F5-F9、H10-H14、U15-U17共4个档次,17个等级。

G-F-H-U分别对应粗效、中效-中高效、亚高效-高效以及超高效这么几个档次。

从G1(5微米以上粗中颗粒物过滤率50%以上)直到U17(对MPPS也就是0.012微米能过滤99.999995%)。


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细心的读者将会注意到,在HEPA之上,还有普通家庭用户用不到的ULPA——超高效滤网,Ultra low particulate air。

从这些认知开始,你将打开另一扇广阔得多的大门。

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对了,还有一个不太常用的美国划分法MERV(Minimum Efficiency Reporting Value,最低效率报告值),因较少引用,常被商家在宣传上用来搅混水。

MERV划分为20个等级,其中M15或H15大致相当于欧标H10,M17或者UH17大致相当于欧标H13。


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为什么要划分这么多层次?

因为完整的工业净化,需要不同效率来实现组合级数,达到送风量、净化效率、维护便利与经济性、总体性能和成本的统一。

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初效布袋式过滤器

初效过滤器在空净系统中作为预过滤器,保护后级的中、高效过滤器。真正的高效过滤器没有粗效、中效过滤器的保护的话,报废时间将极短。

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中效板式过滤器

中效过滤器作为中间过滤器,减少高效过滤器的负荷,延长其使用寿命。

亚高效过滤器用途类似,另外在低级净化系统中,这一级已可做终端过滤器使用。


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高效过滤器单元

高效、超高效过滤器,是高级别、超高级别洁净室中必须使用的终端净化设备。


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设计时,应首先根据最终的洁净程度要求,确定末级主过滤器的效率;然后选择起保护作用的预过滤器,如果这级过滤器亦需保护,再在它的上风端增设初级过滤器。

一般情况下,最末一级主过滤器决定送风的洁净程度,上游各级过滤器起保护作用。末级过滤器的性能要可靠,预过滤器和初级过滤器的效率规格要合理,维护要方便。

通过在前级布置过风量高,容尘量大,尤其是易检修、更换的低效预过滤器,吸附大部分的粗颗粒(粒径5μm以上)尘埃;

从而保护后级的高效主过滤器持续工作,延长其使用寿命,减少其更换频次,从而保证生产的连续运作。这是一个在工程上合理的系统配置做法。


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滤网级别很重要?

既然大家知道了滤网的分级别等级,自然希望自己买到的空气净化器过滤能力越强悍越好。

H11、H13、HEPA,高效过滤器,也成了很多空净器发烧友挂在嘴边彰显专业的术语。“尽量选择H13等级的滤网/净化器”也成了发烧友们的追求。

所以,在网上常见对某型号空净器的HEPA等级探询和对厂商“偷工减料”的担心。甚至有的厂家如实公布了滤网等级,反而因“等级太低”遭来质疑。

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但是,但是,如果我把真相说出来,大家会不会虎躯一震?

真相之一,就是绝大多数厂商用的并不能叫做HEPA……

先看看如实公布的几家

的确,目前国内净化器市场相当混乱,净化器生产厂商只是一味的宣传净化效率99.9%,而对其采用的滤网规格普遍采取回避态度。

少数几家如实标注滤网级别的厂家,反而遭来了质疑。我们先来看这些厂家和他们公布的滤网等级。


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比如说某米,H11。


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比如说某普,H10。

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还有一家,另外一个米,说自己标配采用的是M14,结果被细心的网友发现,这个美标换算之后,等级略低于H10,大致只相当于F9。以致于在自己的论坛上遭到了网友的围攻而难以回应。

懂一点专业的网友们纷纷愤慨,这是偷工减料啊!无良无德啊!

10、11、12级都不应叫HEPA了

但事实是——别说相当于F9的M14不属于HEPA,就是所谓的H10、11、12级,都不该叫HEPA了。

因为在欧洲新标准EN 779-2011、EN 1822-2009中,这三个规格的等级和命名都也变了,现在是E10~E12。此外,F5 和F6也变成了M5 和 M6。

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这下来,欧标体系变成了:

粗效G1-G4,中效M5-M6,中高效F7-F9,亚高效E10-E12,高效H13-H14,超高效U15-U17。

不但欧洲的标准如此划分,世界上绝大部分其他标准也都规定,HEPA的最低效率、入门门槛是99.95%。低于这个规格的不配叫高效过滤器。

主流的过滤器制造商、工程设计师和绝大多数工业用户也都是这么认为和划分的。

所以,效率85~95%的10级,95~99.5%的11级,效率99.5~99.95%的12级,这几个级别,应该按新版欧标叫做EPA,翻译过来是“效率空气过滤器”。

而中文语言更准确——“亚高效过滤器”。

当然,除了粗效过滤器以“筛子效应”为主,拦截5μm以上的粗粒子外;中效以上直至超高效的过滤器,工作模式都是以吸附为主,主要对付5μm以下的细微粒子,在原理上没有区别,差异在于过滤率。

文字游戏?

说到这里,定会有读者心生疑惑,“高效”“亚高效”,单纯地追着这些概念不放,这不是咬文嚼字,佶屈聱牙么?

其实,概念和定义的游戏倒在其次。关键的还在于接下来的下一个真相:

家用空气净化器,别说HEPA毫无必要,就是EPA也都不是必须的。

这第二个真相,应该是彻底颠覆了目前市面上所有的宣传材料,但在空气净化的专业人士那里,这是个常识……

张口闭口HEPA,专业人士听着心里就发笑呢……

专业领域都用不着……

我们先来看看专业的超净室所需要的主过滤器配置:

如果大家对上一篇文章还有印象的话,30万级净化室,入门级别,洁净程度相当于自然界中最好的空气。

它所要用的末端过滤器不得低于什么等级呢?F6~F8。当然最好是F8。

再往上一级,10万级净化室,尘埃数要减少到1/3。所要用的是F9。


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继续往上,万级净化室,在10万级的基础上直接减少到1/10,相当于自然界最好空气的1/300,这时才需要用到H11也就是E11。

直到要求很高的百级净化,10万级再砍去2个0,相当于自然界最好空气的1/30000,真正的HEPA,也就是H13才成为必须……

这些都是开不得玩笑的专业领域……


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当然,由于其实这些过滤材料的价格差并不大,提升一级甚至两三级配置的实例很常见,这是放大设计裕量。但上述列举的等级都是能满足基本要求的。

内循环过滤器,单次过滤效率更没那么重要

另外,家用空净器相对专业净化层级,还有一个优势。

工业专业净化主要是是单向送风,最末一级主过滤器直接决定送风的洁净程度,单次过滤效果是多少就是多少,单次效率值要足够高才能保证安全。

而家用空气净化器是内循环过滤器,空气在室内反复地通过空净器滤网进行循环,讲究的不仅仅是单次过滤效果,还有循环效果和次数。

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做个简单的数学题(抽象情形),一个效率90%的滤网,多循环一次,再来一个90%过滤,两次净化效率也就变成99%了……

循环,就意味着有2个指标,一个是单次效率,一个是循环次数。

单次过滤效率当然不能过低,否则次数再多效率也提升不起来。而如果影响了循环次数,机器过滤效果同样也不理想。

所以,对于内循环净化器,滤网的过滤效率只是影响净化效果的一个方面,能否产生足够的循环风量和次数,对净化效果也有直接的影响。

HEPA级滤网并不适用于家用空净器

滤网按过滤能力的高低有规格之分,但并不是一味采用高规格滤网的产品就能获得好的净化效果。

从下面的图表提到,滤网的规格每增大一级,其产生的风阻将会增大很多。

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如果滤网风阻过大,导致风量下降,空气流动缓慢,净化能力反而会降低,得不偿失。

要是为了提升风量,保证循环次数,就得克服滤网风阻,要采用大功率风机,相应的能耗、噪音也会增高。

所以,其实家用净化器根本不需要使用HEPA级别的滤网!那样只会增加阻力、噪音、功耗、体积。

市场上真正使用H13级别的滤网的机器虽然也有,但是都是体积比较大的个别品牌的型号。而且功耗可以高达160瓦,长期运作耗电高,很不环保。

高等级滤网带来的高风阻,是家用空净器不必、不宜使用HEPA的原因。

有的爱动手的“发烧友”,自己动手把机器原配的所谓“低效率”H11/E11滤网换成了H13滤网,以为效果提升了,但其实他所不知道的是——这反而降低空气净化器对整个室内的净化效果。

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IQ Air标配的H11级滤芯,现在得叫E11,属于EPA了

家用空净器的核心是总体净化能力,而不是单次效率

所以在设计空气净化器的时候,并不需要过滤网满足多少单次效率,而是需要以提高整机空气净化量——CADR值为核心目标。

(至于专业的CADR值参数,会在以后的文章里详细解释的,这里只是提前用到这一概念)

整机各配件的搭配才是最重要的,设计净化器需要做到风机能力-过滤网效率的合理平衡。

严谨的设计,一般都是需要根据选定的风机能力,设计几套不同效率的滤网,再放到CADR实验室,现场检测数值。根据数值,再结合材料成本,整体结构,最终确定产品用料。

总之一句话,以数据说话,实践出真知。

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所谓高端品牌IQ Air标配的11级滤芯,也只是"亚高效滤网"

F8甚至F6就够了

而无论是根据理论推算、工业领域的经验参考还是实测结果,从过滤性能上来说,F8级别(效率不低于90%)的滤网对于家用空气净化器已经非常够用了。

因为还记得上一篇文章MPPS概念的读者都能知道,这里的效率问题是有原因的。

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是在对付0.3微米最易穿透粒径时出现的部分区间效率下降。准确地说,是一个局部的”效率凹陷“而已。

所以,甚至F6(效率不低于60%,现在叫M6,不过大家都习惯了叫老名字)这样的材料也是能满足需求的。


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只不过,从F6直到H11(E11或者中国行业标准的Y11,效率不低于95%),风阻和价格相差都并不多,选用高级滤网自然好处更多。

只是,如果要提升到H12(99.5%)、H13(99.95%),在数字漂亮的同时,风阻就立刻拉上去了,坏处就开始显现了。

所以,主流的家用空气净化器,F7、F8、F9、E10(H10)、E11(H11)这些效率从80%到99%的滤网都是可行的。

H12也不是不可以,至于用H13的必要性,我看不出来。

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因为关键在于与风机能力和其他性能的协调配合。

少数高端厂商的确采用了H13,名副其实的HEPA级滤网,带来的代价就是风阻的提高,噪音和功率的提升。


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IQ Air的高级版12-13级滤芯,直接代价就是功率增加到215瓦,是普通空净器的10倍!但知识告诉我们,这里的初级F8就够了

至于那些宣传上的噱头——“公认最好的H13级滤网”、“级别更高的美国H15级滤网”。

这在专业人士看来真是太可笑了。我想问,你知道什么是U17、UH20么?知道什么是Ultra low particulate air么?知道什么是99.999995%么?知道什么是逐台检测么?知道什么是百级、十级、一级、ISO 1 超净室么?


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虚假宣传?还是原谅他们吧。

虽然这篇文章几乎把大部分家用空气净化器的厂家宣传都揭了个底。但必须承认,在滤网过滤效率上,大部分厂商的标注还是比较诚实的。

例如99.9%,99%,97%,93%,不低于90%,等等等等。

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没办法,市场环境使然,当大家都在声称自己的滤网是“高效过滤器”的时候,有谁愿意主动承认自己和大家用的其实都是“亚高效过滤器”甚至只是“中高效过滤器”啊?

讲到这里,已经是一次正常深度阅读的极限了。

听到这里,在滤网的知识上,你不但已经比所有的厂家促销员懂得多了,比此前网上所有能见到的“科普材料”也几乎是颠覆了。即使厂家的技术员出马,也很难忽悠倒你了。

但关于滤网,其实还有不少事没讲透。

明天,这最后的1/3滤网知识,将结合实际的过滤“设备”开讲——终于进入正题了,从3块钱到30000块的手段,先讲平民百姓可能最感兴趣的3块钱的。

因为稍懂了一些的人,就会得出结论:空气净化器不就是一张滤网加一个风扇么?毫无技术含量的东西,别说卖几千,就是卖几百,那也是在骗钱!

是这样么?

请待明天的第4期:《只需3块钱的空气净化器,有效么?》

凤凰新闻客户端主笔 唐驳虎

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最全空气净化器解读系列文章,将拟分为15篇的篇幅接连刊出,目前暂定的分篇标题是:

《仍坚持不买空气净化器?你对雾霾还太懵懂》12.25周五中午已刊

《空净器的核心,其实不是你想象的那种海绵》12.26周六傍晚已刊

《真相了!大部分空净器没用自称的HEPA》12.27周日傍晚已刊

《只需3块钱的“空气净化器”,有效么?》

《300块钱的DIY空气净化器,性价比高么?》

《小米究竟是“屌丝神器”还是“造假垃圾”》

《这才是家用空气净化器优劣的合理评判标准》(空气净化器国家标准的份量与遗憾)

《另一套静电模式,究竟是毒药还是仙丹?》

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《高级空气净化器?专业人士眼中小儿科的玩具》

《应对大空间这便宜东西比高端机器管用,但…》

《这才是终极的家用空气保障系统》

《最全空气净化指南之大总结》

 楼主| 发表于 2016-1-17 10:53 | 显示全部楼层
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