文中國家用電器研究院 張曉

文美的生活電器制造有限公司 曾濤

文飛利浦（中國）投資有限公司 王蔚然

美國&IEC篇

1 方法出處

ANSI/AHAM AC-1-2006 Method for Measuring Performance of Portable Household Electric Room Air Cleaners

IEC/PAS 62587-2008 Method for measuring performance of portable household electric room air cleaners

上述兩個標(biāo)準(zhǔn)中的適用面積計算方法相同。其計算基礎(chǔ)基于房間建筑結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，并以香煙香霧作為測試污染物（0.1μm-1.0μm）。

注：美國家用電器制造商協(xié)會Association of Home Appliance Manufacturers，簡稱AHAM。

國際電工委員會International Electrotechnical Commission，簡稱IEC。

2 潔凈空氣量

計算空氣凈化器的適用面積，必須首先講潔凈空氣量（clean air delivery rate，CADR），這是凈化器的核心性能參數(shù)，不隨測試條件的變化而變化，代表了凈化器單位時間產(chǎn)生的潔凈空氣的量。CADR是在密閉試驗艙（見圖1）內(nèi)，用多點采樣獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)擬合出來的。試驗分兩部分，一是不開啟凈化器時污染物的自然衰減試驗，二是開啟凈化器時污染物的總衰減試驗。試驗過程中污染物濃度的變化符合指數(shù)規(guī)律，即可以用式（1）表示。

式中: Ct—— 在時間t時的濃度；

C0—— 在t=0時的初始濃度；

k —— 衰減常數(shù)，單位min-1；

t —— 時間，單位min。

對自然衰減和總衰減試驗過程，分別計算衰減系數(shù)，即可求出CADR。

式中：Q——潔凈空氣量；

ke——總衰減常數(shù)，單位min-1；

kn——自然衰減常數(shù)，單位min-1；

V——試驗艙體積。

式（2）中，可以通過改變各參數(shù)的單位，獲得不同國家習(xí)慣性的CADR表示方法，比如美國用cfm（立方英尺每分鐘），我國習(xí)慣用m3/h。

3 顆粒物適用面積的計算模型

室內(nèi)空氣的顆粒物濃度是動態(tài)變化的，是各種顆粒物發(fā)生源和去除作用相互競爭的結(jié)果。當(dāng)發(fā)生源和去除作用都沒有快速變化的時候，此時室內(nèi)空氣顆粒物濃度是一個相對的常數(shù)，即認(rèn)為達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在這種情況下：

如果沒有空氣凈化過程，顆粒物的去除主要通過空氣流通和沉降。重排上述項目，用字母取代公式（3）中的衰減參數(shù)：

式中，

kV是空氣流通導(dǎo)致的去除速率，單位min-1；

Kdep是沉降導(dǎo)致的去除速率，單位min-1；

當(dāng)在下述式（5）中使用時，KAC是空氣凈化導(dǎo)致的去除速率，單位min-1。

AHAM空氣凈化器委員會定義的空氣凈化的穩(wěn)定狀態(tài)，是室內(nèi)的顆粒物初始濃度減少至其20%或更少，換句話說，至少要達(dá)到80%的持續(xù)去除效果。在空氣凈化器作用的情況下，需要定義一個新的穩(wěn)定狀態(tài)的顆粒物濃度，CAC，即0.2×C。同樣適用式（4）：

僅使用一臺空氣凈化器的時候，因為發(fā)生量不變化，式（4）和（5）的計算結(jié)果是相同的，兩個公式合并，如下：

式（6）中公式兩邊消掉C，重排公式，空氣凈化器的去除速率計算公式如下：

實際上，

式（8）和（9）中的衰減系數(shù)的不同是kAC，因此

本方法的目的是計算在空氣凈化器發(fā)揮最小凈化性能的基礎(chǔ)上，還能保證室內(nèi)顆粒物去除80%（達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)濃度）相對應(yīng)的房間尺寸。簡單點說，假設(shè)天花板高度是8ft（英尺），式（8）中的房間體積參數(shù)，可以替換為房間面積A，后者比前者更通俗。

注：8ft=2.44m

圖1 密閉試驗艙（3.2m×3.7m×2.4m,28.5m3）

兩個衰減參數(shù)都有對應(yīng)的一般可接受值。在美國，典型的室內(nèi)空氣流通速率是1次/h，或者kV=1/60=0.01667min-1。對于香煙，AHAM根據(jù)一個獨立第三方試驗室提供的數(shù)據(jù)，其平均沉降速率是0.0034min-1（約5小時完全沉降1次），替換公式（11）中的相關(guān)值：

式中，A的單位是ft2（平方英尺），CADR的單位是cfm（立方英尺每分鐘）。

注：1ft2=0.093m2；1cfm=1.7m3/h。

為了簡化，AHAM空氣凈化器委員會會議上把1.557圓整為1.55，因此最終的標(biāo)準(zhǔn)計算公式為：

平方英尺＝1.55×立方英尺每分鐘

注： 經(jīng)過換算還可以用其他公式表述，

A(ft2)=1.55CADR(cfm)

A(ft2)=1.55CADR(ft3/min)

基于上述公式，對于CADR=50cfm的凈化器可用于78ft2的房間。CADR=100的凈化器可以用于156ft2（約10ft×15ft）。同樣地，公式也可用于計算一個給定大小的房間或室內(nèi)空間所需的CADR。例如，對于100ft2的房間所需的CADR至少是64cfm。

日本篇

文美的生活電器制造有限公司 曾濤

1 方法出處

JEM 1467-2013 Air cleaners of household and similar use家用及類似用途空氣凈化器

注：日本電機(jī)工業(yè)會Japanese Electrical Manufacture's Association，簡稱JEMA。

2 試驗條件

2.1 測試對象

測試對象粉塵為香煙的煙（品牌 MILD SEVEN ORIGINAL)

注：MILD SEVEN ORIGINAL為日本煙草產(chǎn)業(yè)株式會社提供的產(chǎn)品商標(biāo)名。此信息是為了方便該基準(zhǔn)的利用者而記載的，并不是要推薦該產(chǎn)品。若能獲得相同效果，可以使用同等的其它香煙。

這個我很有體會。上周因為支氣管炎輸液，我插著針管還在用平板敲字，旁人看來一定覺得這個人真是自律啊，帶病還堅持工作。其實，我能堅持很大部分原因是寫作真的是我非?？释浅釔圩龅氖?。相比而言，我在減肥上的自控力就差很多了，剛剛發(fā)完毒誓要戒甜食，轉(zhuǎn)身就安慰自己，算了，吃飽了才有力氣減……

2.2 測量器

測量器使用能夠測量粒徑0.3μm的粉塵光散射式或壓電天平式，再者，靈敏度要在0.02mg/m3以上。

2.3 試驗室

試驗室由為計算集塵效率的集塵能力測量室及計算過濾網(wǎng)耐久性的測量箱構(gòu)成。

集塵能力測試室為（20-32）m3。測量室的密封度必須確保30min過后的粉塵濃度在初期粉塵濃度的80%以上。

空氣凈化器的設(shè)置位置為使用說明書上的指定位置。若使用說明書沒有記載的情況下，如圖1所示設(shè)置。臺式型及臺式壁掛兼用型需置于靠墻的高約70cm臺面上，且要在圖1進(jìn)深方向的中央。落地式專用的需在靠墻的地面上。壁掛式專用的，下面需距離地面180cm。無論哪一個都是放置在圖1的進(jìn)深方向中央。測量粉塵濃度的位置采用距離室內(nèi)中央部地面120cm的一點。

3 粉塵試驗

粉塵衰減試驗在集塵能力試驗室進(jìn)行。

（a）自然衰減試驗使用圖2規(guī)定的吸煙機(jī)使5根香煙同時在（6-8）min內(nèi)燃燒。在使用攪拌扇達(dá)到規(guī)定的濃度（1-2）mg/m3后，停止攪拌扇的運(yùn)轉(zhuǎn)，測量初始濃度C01，連續(xù)測試30min（圖3）。

（b）粉塵濃度衰減（開啟凈化器）與自然衰減試驗相同，使用圖2規(guī)定的吸煙機(jī)以（1-5）mg/m3冒煙后，停止攪拌扇，初始濃度為C02。測量時間t為達(dá)到初期濃度（C02）的1/3所需的時間（圖4）。

4 集塵能力的計算

集塵能力通過下面公式計算：

式中，

P，集塵能力（m3/min）；

C01，自然衰減的測量開始時粉塵濃度（mg/m3）；

C02，空氣凈化器運(yùn)轉(zhuǎn)的測量開始時的粉塵濃度（mg/m3）；

C1，自然衰減的t min后的粉塵濃度（mg/m3）；

C2，空氣凈化器運(yùn)轉(zhuǎn)時的t min后的粉塵濃度（mg/m3）；

V，集塵性能測量室容積(m3)；

t，測試時間（min）。

注：集塵能力P這個參數(shù)本質(zhì)上與潔凈空氣量（CADR）是相同的，不同的是，前者是兩個數(shù)據(jù)點擬合出來的值，后者是多個數(shù)據(jù)點擬合出來的值。

5 適用面積的計算

凈化器的實際使用環(huán)境與密閉試驗艙差異較大，需要考慮房間的實際情況，來計算適用面積。日本國內(nèi)，一般情況下，自然換氣次數(shù)1次/h（0.0167次/min），日本衛(wèi)生管理法規(guī)定粉塵濃度從1.25mg/m3在30min內(nèi)降低到0.15mg/m3，房間高度為2.4m。

由于實際使用房間不是密閉狀態(tài)，不存在自然衰減試驗，只有自然通風(fēng)這種換氣方式，因此式（1）要進(jìn)行變化。

式（2）表示，凈化器除塵效果+自然通風(fēng)除塵效果=房間內(nèi)污染物濃度的總減少情況。其中自然通風(fēng)的效果與換氣次數(shù)直接相關(guān)，

式中，

a，為自然換氣次數(shù)（次/min）；

V×a，為房間的自然換氣量（m3/min）；

把上文中的相關(guān)參數(shù)帶入式（3），可得，

式（5）中帶入房間高度，即可計算面積。

式中，

A,適用面積（m2）；式（6）進(jìn)行簡化為，

注：

1由于日本國內(nèi)習(xí)慣用榻榻米表示面積，式（7）也可以換算為榻榻米，1榻榻米=1.65m2，計算公式為A' (榻榻米)=4.7P(m3/min) 。

2若改變集塵能力P的單位，式（7）也可以換算成A(m2)=0.13P'(m3/h)。

加拿大篇

文飛利浦（中國）投資有限公司 王蔚然

1 方法出處

NRCC-54013-2011 Method for Testing Portable Air Cleaners

注：加拿大國家科學(xué)研究委員會National Research Council of Canada，簡稱NRCC。

加拿大國家科學(xué)研究委員會在2011年3月發(fā)布的“可移動空氣凈化器的測試方法”中提出的適用面積算法，和ANSI/AHAM AC-1-2006類似的假設(shè)前提，即顆粒物污染物來源在室內(nèi)，室外為干凈空氣。但NRCC-54013在參數(shù)選擇上較之以前的一些算法做了較大更新。

測試試驗艙：5.0m×4.0m×2.75m（55m3）。

污染物：氯化鉀或氯化鈉氣溶膠（0.05μm-5μm）。

2 顆粒物適用面積的計算模型

雖然潔凈空氣量CADR可以用于評價凈化器對顆粒物的去除效果，但是仍需要在真實的使用環(huán)境中來評價凈化器的效用。對于一臺已經(jīng)測試出具體的粗細(xì)顆粒物CADR數(shù)值的凈化器，它怎樣才能在加拿大居民住宅中發(fā)揮作用呢？例如，凈化器的顆粒物去除速率必須能夠與室內(nèi)環(huán)境中的其他去除效果相抗衡，這些去除機(jī)制包括自然沉降和通風(fēng)。

凈化器的有效性，這個概念可以用來檢驗CADR值。Miller-Leiden等人在1996年定義空氣凈化器的有效性（ε）為：室內(nèi)污染物濃度在無空氣凈化器時和開啟空氣凈化器時的差值(C-CPAC)與無空氣凈化器時濃度(C)的比。

當(dāng)該值越接近1時，表明空氣凈化器對污染物的去除性能就越理想。本測試方法建議在典型的加拿大房間內(nèi)，空氣凈化器應(yīng)當(dāng)具有將顆粒物穩(wěn)態(tài)濃度下降80%的能力。

為了達(dá)到80%的凈化效果，將相關(guān)公式整理后，可以得到以下的等式：

其中，kdep和kv分別是自然沉降和通風(fēng)帶來的凈化速率。上述公式要求空氣凈化器在使用時，CADR能達(dá)到4倍于自然沉降和通風(fēng)共同帶來的效果。

為確定空氣凈化器可以達(dá)到80%凈化效果的房間面積，我們假設(shè)房間層高為2.4m，通風(fēng)率為0.3h-1及自然沉降率為0.1h-1。把這些值代入公式（2）：

整理后可得：

應(yīng)用上述公式，可知一臺對于細(xì)粗顆粒物（0.1μm以上）總CADR為400m3/h的空氣凈化器可以凈化104m2面積的區(qū)域。同樣的，該公式也可以用來在已知房間面積的情況下確定空氣凈化器所需CADR的大小。譬如，對于一間面積為50m2的房間，所要求的空氣凈化器CADR應(yīng)當(dāng)不低于192m3/h?！?/p>