最全空气净化指南12——另类的静电
凤凰新闻客户端主笔 唐驳虎
先前笔者在文章中把以远大为代表静电模式“批判了一番”，不过要注意前提：小风量型号。主要问题是性价比不高。
本文才是对静电吸附技术的全面介绍。正如摘要所言，关于静电式的误解实在太多，必须先解释，后破解，最后树立起正确的观念。
两种技术的竞争
静电除尘和滤网过滤这两种技术都不是新鲜事物，在工业上，滤网过滤与静电除尘博弈了近100年，就像江湖上两个门派，各有优势。
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在高度洁净应用中，滤网过滤技术占了上风。但在重粉尘环境下，静电是相当好的吸附设备。燃煤发电厂的烟囱尾气除尘，主力就是高压静电除尘设备（另一种布袋除尘，则对应家用的滤网式）。
至于这两种技术的差异优劣，简要归纳起来就是如下几点：滤网可以有较高的过滤效率，但风阻较大，不释放臭氧，基本上只能更换；静电则一一相反。
出产静电式家用空净器厂商，主要有远大、霍尼韦尔、富士通、贝昂、双飞燕、净美仕等厂家，国产、日系、美系的都有，但总数与庞大的滤网式空净器厂家比起来，就显得力单势薄了许多，而且中间还有的厂家是兼做两种模式的。
原理
静电除尘（Electrostatic Precipitator，ESP）由集尘装置、离子化装置、送风机和电源等部件构成。
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原理是用一根根的钨金属丝通电，成为电离发生极，同时在后边把一组平行的基板也通上5000伏以上的高压电，
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在空气经过发生极的电离丝时，空气分子被电离为正离子和电子，电子与烟尘微粒结合，使尘粒带上负电。
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我们都知道，电荷之间有异性相吸的原理。当空气经过带电的阳极基板时，带负电荷的尘粒在电场力的作用下，会向阳极板移动，并附在其上。
$ W' x/ J6 \/ G5 _$ T8 t4 y这样，尘粒被捕获到板上了，流走的是洁净的空气。
与纤维间距几十微米而且还互相交织的EPA滤网相比，间距一两厘米的基板可谓是非常透风，风阻低到可以忽略的地步。
1 ? k2 N& S3 {效率
静电集尘技术对较大颗粒物吸附效果明显，但对于PM的去除效果不如EPA滤网。而且显而易见的原因，静电集尘的吸附效率与风速成反比。风速越快，效率越低。
: v2 k5 z8 O4 q7 T; X- T大型中央空调的静电过滤的效率一般不超过 F7（85～92%）。不过对于家用级小风量的过滤来说，倒也是可以做到E11的级别（97～98%），和大部分空气净化器的高水准相当。
（如果在没有先前对EPA滤网的介绍直接来这么一段，肯定又是一片哗然了）
静电集尘使用的高压电可以破坏细菌病毒，也多少有一点点分解有机气体及除臭的效果，但不可能与活性炭同日而语。
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臭氧？不是问题
但静电吸附的头号问题，就是产生的副产物臭氧了。在电离空气使杂质带电时的同时，也会导致氧气变成臭氧。
但是，目前静电吸附的臭氧控制已经比较得当了，进入室内的臭氧基本可以说微乎其微。
理解臭氧问题，需要用到一个术语——PPB，Part Per Billion ，即十亿分之一。这是一个描述极微量体积浓度的单位，10的-9次方数量级。
臭氧作为一个已知的污染物，已经有成熟的检测标准和检测方法。
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目前，美国对于臭氧的限值是 75 PPB，并且逐步向 60 PPB靠拢，欧盟限值 60 PPB，中国室内环境标准 75 PPB，WHO推荐 50 PPB。
而目前为止的研究认为，40 PPB以上浓度的臭氧，可能会对人体产生危害；实际动物试验毒性的起点浓度则达到了 300 PPB起。
但人的鼻子却对臭氧气味很敏感，臭氧浓度在远低于安全标准时就可以明确感知到气味。
( |6 Q/ A: K* J4 N) j% a虽然人的敏感度各有不同，但是对于大部分人来说，在室内只需要 10 PPB的浓度，就可以激活人的嗅觉，闻到类似消毒水的味道。
有的敏感人士，0.1 PPB的臭氧都能感觉到。
也就是说，闻到臭氧味了，并不意味着有毒害，离毒害的阀值还挺远，只是令人不悦而已。这个气味虽让人反感，但是也警醒人的有益一面。
而目前静电集尘产品的臭氧释放浓度，一般都能控制在 2 PPB左右。
在正常情况下，大部分非敏感人群是闻不到臭氧气味的。只有在略有超标的时候，就能立刻感觉得到。
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最后，臭氧还有一个性质就是不稳定。自然状态下，会与很多其它物质反应，或者自己逐渐分解，变成无害的氧气。
这意味着，只要没有持续的“高浓度”累积供应，臭氧是很难维持一个“较高”浓度的。
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其实，去除臭氧有2个简单办法：
1）在静电除尘后面配置活性炭滤网，来吸附臭氧。
2）加陶瓷蜂窝版，这相当于另一种催化剂，可以加入锰离子等进行催化氧化。
如果要控制静电集尘产品的少量臭氧，在集尘模组之后加上一层活性炭滤网立刻就可以稳妥解决了。
这个办法还能弥补静电集尘难以吸附室内有机气体的短板。
# x$ X3 z4 x/ i高压危险？瞎说的
懂得静电的人应该知道，空气净化器的静电技术用的是直流高压电，没有交变电磁场就没有电磁辐射。
虽然是高压静电，但是工作电流维持在微安级别，电流非常低（小于0.2ma=200ua）；总功耗不到30瓦，而且主要能耗是整流变压器的能耗。
并且电设备被严密包护在机器壳子内，不会有触电的危险。
+ j2 q! D1 a# s& U, v% U0 P) L在冬季，人身上常带有一万伏的静电，脱毛衣听到啪啪响的时候至少是8000伏特的静电放电；但除了接触皮肤会有短暂的刺痛感，对人体并无伤害，就是因为电量很少。
就像那些“美国禁止家庭使用静电空净器”的谣言传闻，这些人可知道有一种产品叫“家用臭氧消毒机”？可知在美国静电空净占了近百分之五十的市场份额？
这么看，静电模式被渲染的那些缺点，都是子虚乌有啊……
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两个阵营纷扰不休的造谣攻讦
以上这两个问题的主要鼓吹方，其实大多来自于滤网阵营。
为了商业利益互相造谣，过度诋毁对方阵营，这也是见怪不怪的一种现象。
同样，有些厂家（是哪个阵营的大家自然清楚）造谣，说EPA/HEPA滤网的玻璃纤维会掉出来，进入人体对人体有害。
这是把EPA/HEPA等同于石棉了！石棉会飞出微纤维对人体有害，而玻璃纤维不会，
事实是HEPA广泛被医用，用于在最精细的开颅、心脏手术室中除去一切细菌、病毒；
用于各种工业超净车间，大量精密技术工人在其内全天八小时一年300天劳作；
用于核工业，确保一切放射性粒子不会散溢到外界环境中。
从曼哈顿工程到今天，已经70年过去，没有发现什么问题。
更进一步的事实是，没有几家家用空净器用了玻纤滤网，绝大部分都是化纤……
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优点反而是缺点？
大家都知道，静电集尘的优势是不用更换滤网，可以用水反复清洗、循环使用。但是，要定期清洗集尘装置。
而且静电集尘相较滤网饱和得很快，并且过滤效率随极板上的集尘而降低。
因此，像在重雾霾天气下连续开机，高强度使用1～2周后，就要将集尘装置清洗一次。
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而且集尘装置都是槽结构，颗粒物被高压碳化之后附着在上面，沉积后比较顽固，需要用力擦拭，有时还得用辅助清洗剂，不用刷子还很难刷到内部。
1 W; f, a/ u9 G# R9 S对于追求洁癖的处女座来说，最好的办法，是使用超声波清洗机……
（有家用洗碗机的家庭，可以尝试在初步水洗清洁之后，再将其放入洗碗机中安置好角度喷射，但效果也有限）
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所以，静电集尘模式实际耗材成本低而维护工作量大，偏繁琐，不太适合于懒人。
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其实，就EPA滤网的容尘量而言，大部分中国家庭实际上可以做到一年一换，耗材费用也并不算贵。
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通常的“科普材料”上宣传的静电集尘不用换滤网，循环使用省耗材的优点并不突出。
反而因为要花功夫频繁清理，是个缺点。须知，家庭劳务费用也是隐性费用啊。
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这些也是静电集尘真实的缺点
其余的问题还有，饱和之后如果不清洗，表面污染物就容易脱离，碳化后的颗粒物随风重新喷出，会造成二次污染（出风口附近的墙面变黑）。
不过解决这个问题倒也简单，在最后一层加装一个中效滤网予以拦截的办法就能避免。
( [$ Q, Q" ~- q7 D( q到这里我们可以看出，静电过滤式不能包办一切，静电的前端要加上粗滤网，后端要加上活性炭和中滤网，吸碳粉、吸臭氧，以保证过滤效果。
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三张滤网这么一加，静电过滤“无耗材”的优点也不成立了……
, [# r# j8 ?( x7 e7 U再就是由于工作原理，间或能听到噼噼啪啪的声响，有点像电灭蚊器杀灭蚊子，有点吓人，不过没那么大声。
4 g# Z, ~' @( p- y5 S! w5 ~9 }最后，在原先的文章里已经揭示过了，静电集尘的小型产品价格高昂，性价比低。
更根本的原因的因为集尘模组需要精密的五金加工设备和方法，涉及较复杂的供应链，导致生产成本较高。
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满满的糟点啊！
静电集尘真的是那么一无是处么？
这才是静电集尘最大的优点
静电集尘实际的第一好处，是风道阻力小。即使在加上三张滤网之后，还是比EPA滤网的风阻要低得多。
这样，只需要家用空调室内机中高动压、大风量、低噪音的“贯流风机”（以前我们提到过），就能驱动较大的风量。
1 z& F5 x' _- Q3 p8 R. q! W- v& ~这对马达功耗要求不高，风机和滤网产生的噪音也非常低。所以可以非常安静的工作。
; a6 c. }) t9 K2 e9 z" M+ ?4 M同时，由于贯流风机的紧凑特征，在同样小的空间里可以尽可能放下最大号的风机，缩减了空净器的体积，节约了占地面积。
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而且高压可杀死空气中的细菌及微生物，颗粒物被吸附在高压金属板上也会被碳化，所以时间长了极板上也不会滋生细菌。
但只有真正了解了噪音——这个空气净化器相生相伴的第二性能的人，才能进一步理解下面的问题。
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静电集尘真正的、最大的优点，是可以兼顾高流量与噪音小的特质，取得实际应用场景中的高性能。
上一篇，我们确立了空气净化器优劣的完整定义。那就是：
高速档位CADR值，相应噪音；
中速档位CADR值，相应噪音；
低速档位CADR值，相应噪音；
这“三组六数字”，才能全面的描述和评估一台空气净化器的综合性能。
! P" n7 o5 J9 ^6 H0 ~' U高速档位CADR值实际上都是在最大档位、最大风量下的测试结果，不考虑噪音和功耗。
而对于白天长期运作的机器来说，中间一行也就是中速档位CADR值及其相应噪音才是最实际也是最重要的。
上一篇我们也说了总的来说，滤网式空气净化器高、中、低速档位CADR数值之间一般有这两种关系。
1、中速档位CADR值是高速档的2/3，低速档位CADR值是高速档的1/3；这种空净器各档位之间的落差较小。
2、中速档位CADR值是高速档的1/2，低速档位CADR值是高速档的1/4或者1/5；这种空净器各档位之间的落差大。
但对于静电式空气净化器来说，关系是怎样的:
3、中速档位CADR值是高速档的70％～90％，低速档位CADR值是高速档的35％～40％；
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单说上边的高度概括和抽象后的规律可能还令人缺乏直观印象，我们列出实际的测试数值范围，大家就看得更直观了：
比如一批最大CADR值同为【450】左右的滤网式与静电式机器。
工作在最高档时，滤网式的平均噪音57分贝，静电式的平均噪音51分贝，【低6分贝】（相当于声压差2倍）。
而在中档位，滤网式的CADR值平均下降到了【250】左右，静电式平均值只下降到【360】。此时两者噪音值大抵相当。
到了低档位，滤网式下降到【110】左右，静电式只下降到【160】。噪音仍相当。
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也就是说，标称同样(最大)CADR值的静电式机器与滤网式机器，同等噪音条件下，静电式的实际运用性能要高45%。
为什么高级大会议室喜欢采用静电设备，这才是根本的原因！
) c" ~4 Z- T. E4 Q6 ^; {当然，能应付大空间的静电空净器也贵啊（不过还是比那些滥竽充数自封高端的空净器物有所值一点）。
这真是一项又一项的颠覆再颠覆啊。
所以：静电式空气净化器更适合大空间，不太适合小空间。
因为静电式有固定的集尘模组成本造价，做小型号成本下不来。而其大风量的特性在小空间又不能充分发挥。
至于是不是静电式最适合用在自家客厅？这还需要根据自己家的空间、各产品性价比，综合权衡。
同样的标称值，静电式的实际性能高45%，但若是同比的滤网式的价格，只有静电式的一半不到呢？
同样的价钱，用两台的200%性能抵一台的145%性能，岂不更强大得多？
这些都是要综合全盘考虑到的问题。
. t. Q: }: U& C t$ N7 X( h另外，的确有一部分对臭氧超敏感的人群，不适宜使用这种机器。
最后，为什么那么多的“科普材料”都错了，因为它们没有考虑实际的应用场景，没有切身体会的使用过程，也缺乏完整的体系知识。
下一篇，我们将运用综合的知识体系，对于极其纷繁复杂的空气净化器各种各样的奇奇怪怪的“附加功能”，进行辨析。这将涉及更多更复杂的细节，请大家耐心等候几天。
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发表于 2016-1-17 09:15