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空氣清淨機關鍵技術大解析,一文帶你看懂

文/好手
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每到冬天望向窗外總是灰茫茫的一片,別浪漫的以為那是清晨的日出的薄霧,那可是惡名昭彰的有害霧霾,裡面藏了大量的致癌物 PM 2.5,不過很多朋友對空汙的認知不足,常常把自己的肺當作空氣清淨機。

同樣身為南部鄉親的好手,每次看到這種景象長輩好友們擔心,因為最近正好對空氣清淨機作了些研究,就把相關的知識整理給大家吧!

image▲每到冬天,南部空氣品質時常達到危險級 (紫爆)

空氣清淨機的分類

市面上的空氣清淨機分為兩大類:一類是以 HEPA 、活性碳等物理過濾為主,另一類則是以過氧化氫 (水溶液為雙氧水) 、臭氧透過化學反應來進行消毒、除味。

物理濾網:最穩定的過濾器材

使用濾網和濾紙是最傳統空氣清淨機的過濾方式,不過也是最穩定可靠的,不會產生化學作用,也不會產生如臭氧等物質的產生,因此是最穩定也最被廣泛使用的過濾器材。目前無論是醫院、工廠或無塵室的過濾方案也都是以濾網作為主要過濾方式。

目前市場上空氣清淨機皆使用 HEPA 等級濾網,主流使用 H11 及 H13 等級,可以過濾 99% 以上 PM 2.5、黴菌孢子、皮屑、毛髮等過敏污染物。濾網等級越高過濾效率越好,不過相對的也會產生更多的噪音,一般家用建議 H11 等級已經相當足夠。

化學反應過濾:除味效果好,但需特別注意副作用

此類產品多透過如過氧化氫 (水溶液即為雙氧水) 和空氣中物質進行化學反應,對於異味和病毒有不錯的殺菌除味效果。

不過市售產品多半沒有搭配循環風扇,所以對複雜和空間和空氣變化的靈活度也較差。此外需特別注意過氧化氫散發的味道會讓較敏感的人產生不適感,濃度過高也會對呼吸道造成刺激而誘發過敏症狀,使用時需注意室內空氣流通狀況,避免在密閉空間使用。

image▲ 物理式空氣清淨機 (圖片來源:BRISE )

帶電、離子過濾:不須耗材,但同樣要留意副作用

透過負離子、靜電的吸附作用,吸附或破壞空氣中的污染物,由於不使用濾網,因此可以省下耗材費用(不過機器費用也更高)。

使用此類清淨機同樣也要留意使用環境問題,如負離子在產生的過程中會同時產生的臭氧,根據世界衛生組織定義,臭氧濃度超過 80 ppb 即會對人體造成傷害,超過 65ppb 就會誘發過敏反應,且台灣由於工業、汽車廢氣排放多,室外臭氧濃度常超標,此類技術產生的臭氧將提高室內臭氧濃度,也反而會對身體造成影響或傷害;此外負離子也有可能對於使用心律調節器的患者造成影響,這些都是不得不注意的風險。

此外根據研究指出,靜電集塵技術在風量越大時,對汙染物的捕捉效果越差,但當空氣清淨機高速運轉時表示需要大量的乾淨空氣,但靜電集塵卻反而造成濾淨效果變差,效率可能會不符預期

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▲ 非物理式空氣清淨機 (圖片來源:flyingV)

日系廠商、歐美廠商愛好不一樣

在廠商的分群中,歐系、美系的產品多半偏好使用物理過濾,如 HONEYWELL、IQAir 幾乎都使用物理過濾;而日系以及新進市場的產品近幾年來則較倚賴化學反應的濾淨機制,可以常見在產品名稱裡掛上「離子」作為主訴求。

不過在醫療、無塵室、環境工程上大部分還是以 HEPA 濾網為主,畢竟這些環境必須要求絕對的萬無一失,濾網還是最穩定的過濾方式。

物理空氣清淨機濾網結構

基本的清淨機過濾系統,通常需要三層濾網,分別是:初效濾網、主濾網、除味濾網。以下更進一步說明:

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初效濾網

主要用於過濾較大污染物如棉絮、毛髮、皮屑等,避免這些汙染物直接進入主濾網,影響主濾網的過濾效能。初效濾網多半使用塑膠網或活性碳網 (較好),也多半可以透過水洗方式作簡單清潔。

主濾網

主濾網通常是由 HEPA 等級濾網所構成,負責過濾更細、更小的懸浮微粒、細菌、花粉等過敏原,惡名昭彰的 PM 2.5 也多半在這一層就被過濾掉,因此主濾網的品質對清淨機整體的空氣品質有非常重要的影響。

另外,因為細菌是被 HEPA 濾網擋下,但並沒有被殺死,比較好的 HEPA 濾網通常會在進風的方向加蓋一片「抗菌布」,以避免清淨機關機時細菌孳生,反而造成二次汙染。

除味、有害氣體濾網

無論是消除異味或者空氣中的有機揮發物 (VOCs),活性碳、沸石等表面孔隙較多的材質都有很好的吸附效果,除味濾網通常以這兩個材質組成為主。

HEPA 濾網的選擇/迷思

HEPA 並不是一種技術,也不限定於使用某種材質來製造,HEPA 全名為 High-Efficiency Particulate Air ,中文翻譯為高效濾網,只要符合濾淨效能的定義,都可以稱作是 HEPA 濾網。

HEPA 濾網依過濾效能分為許多等級,等級越高對於過濾的效能也越好,以 H11 等級的 HEPA 濾網來說,可以過濾 95% 的 PM 0.3,更高等級的 H13 可以過濾達 99.95% 的 PM 0.3。不過無論是 H11 還是 H13,對於 PM 2.5 的過濾效率都高於 99%。

image▲各級 HEPA 濾網對 PM 0.3 濾淨效率

然而 HEPA 等級越高,對空氣流速的阻力也呈倍數成長,反而影響空氣過濾的效率,噪音也會明顯較大,因此一般家庭用的空氣清淨機使用的濾網會建議使用 H11 濾網就足夠了。

CADR 可做為評估條件之一

CADR (Clean Air Delivery Rate,乾淨空氣輸出率) 是用來衡量空氣清淨機除汙效率的指標, CADR 越高代表每個單位時間可以提供更多的乾淨空氣。

那麼要多少的 CADR 才能符合房間的空間呢? 比較簡單的算法就是將房間坪數乘以 24 即為清淨機所須具備的 CADR 效率。另外還需注意的是,通常清淨機標示的 CADR 為最大值,也代表馬達、風切聲可能會偏大,建議您參考此平均 CADR 即可,比較能在噪音/濾淨效果上取得平衡。

省錢小撇步:如果你能夠 長時間 讓空氣清淨機保持運轉,則可以考慮較小 CADR 的機種,反而更能夠維持空氣品質,不需花大錢買高 CADR 的機器。

空氣清淨機要開多久?

很多人都是到家以後才打開空氣清淨機,無論是基於省電考量或者安全考量,都不是很好的方式。

還記得前面說明的濾網結構嗎?通常細菌會因為空氣流向的關係而被吸附在 HEPA 濾網上,但 HEPA 濾網不具殺菌功能,如果沒有空氣持續讓細菌附著在 HEPA 濾網上,在濾網上孳生的細菌就會逐漸散佈到空氣中,反而會造成二次汙染

如果是舊型(無法連網)的清淨機,建議平時出門時讓清淨機保持最低速運轉,讓室內空氣品質維持一定水準。若是可連網或可定時的清淨機,則建議可以設定在回家前一小時自動開始以正常速度運轉,到家後就可以吸到乾淨的空氣。

以較新使用 DC 直流變頻馬達的空氣清淨機來說,最大耗電功率可以控制在 40W 以內,就算 24 小時最高速運轉,一天也只花費 1.92元 (0.96 度),一個月的電費還比一杯抹茶拿鐵便宜,其實可以不必計較這些,身體健康比較重要。

小結

空氣清淨機放在家中雖然存在感非常低,但是他卻是保護家人身體健康非常重要的一環,特別是對於有小孩、年長長輩的家庭來說更是重要。以目前台灣的空氣品質惡化的程度,好手建議大家無論如何都要在家中添購一台空氣清淨機,千萬別把自己的肺當清淨機,把髒汙往身體吸。

除了人以外,最近也開始有業者注意到毛小孩也有過敏的問題,因此也有空氣清淨機能夠針對毛小孩過敏問題做空氣品質的最佳化處理,不只是人能受惠,現在連寵物也能跟著受惠了。

此外,今年也已經有廠商結合物聯網技術,結合人工智慧及環保署空汙資料,開發出人工智慧空氣清淨機,透過科技的輔助讓清淨機能更適應每個家庭的環境,甚至也能降低濾網等耗材的消耗,對消費者來說更是一大利多。

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