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    首先要從淨化器的動力源——風扇說起。風扇常見有軸流風扇、貫流風扇、離心風扇三類。其中家用乘涼的電風扇都屬於軸流風扇,是最常見最容易購的的,其特點是風速高,但靜壓較小,適合較大空間空氣迴圈。貫流風扇在空調裡比較常見,特點是出風均勻,但風壓低大,送冷氣不會刺骨,比較均勻。離心風扇則一般用於鼓風機、排氣扇,因為其靜壓高,適合網相對密閉的空間、管道內傳送空氣。

    2013年弗吉尼亞大學博士生ThomasTalhelm曬出了166元DIY的PM2.5空氣清淨機,啟動了SmartAir專案,DIYer們大受啟發。SmartAir專案從1.0版本(臺式風扇吹HEPA濾網)升級到2.0版本(大功率空氣迴圈扇吹HEPA濾網),走的是“篩沙”的思路:將霧霾空氣“扔”向濾網。

    這樣做是有好處的。為普及DIY,降低複雜性、減少成本、方便組裝,SmartAir選用成品家用電扇作為動力源。這種風源決定了它不能像不少品牌產品那樣講HEPA濾網放在進風口。因為將HEPA濾網放在電風扇進風面,由於濾網有阻力,而靜壓不足,風扇風速風量都會減小,難以過濾,還容易過熱。

    將濾網放在出風口,依靠動壓來過濾,對軸流風扇工況影響比較小,透過增加風量,可以起到大量空氣迅速“過篩”的效果。普通電扇容易購買,價格低廉,很多DIY空淨受先行者SmartAir的啟發,也都選擇了這種濾網放在軸流風扇出風口的設計。

    但是,這種空淨設計思路不是特別合適,因為濾網不是篩子。

    從電子顯微圖可見,HEPA的網眼其實比PM2.5、PM0.3微粒大得多,微粒不是被篩子卡住,而是因為範德瓦爾斯力粘在過濾材料纖維上的。如果過濾風速過高,微粒快速透過濾網,範德瓦爾斯力不足以粘附微粒,微粒就會穿過濾網,反而是大顆粒的灰塵卡在了纖維縫隙上。這就是很多DIY的淨化器在使用1-2周之後,濾網迎風面變髒變黑的原因。這種情況下,淨化器的淨化效率很低,HEPA濾網壽命縮減。空氣乾燥時,還會給室內新增陳年灰塵。

    換句話說,如果濾網時間內堆積大量灰塵,說明設計不合理,過濾效率低,濾網壽命短。“粗效濾網”落很多灰也不好,說明貴住所太髒。而且濾網靠近軸流風扇時,還會有額外的噪音。

    低風速、高風壓是空氣淨化的最佳狀態!

    很多商用機選擇將濾網放在進風口,是因為選擇了離心風機(如下圖)。離心風機的特點是風壓大,濾網設定在進風面,風速低,風壓足夠,PM2.5微粒透過HEPA濾網的滯留時間長,容易被濾網吸附,是非常合適的工作狀態,過濾效率高,濾網壽命長。

    BTW,其實商用淨化器也有用軸流風機的,也有濾網在出風面的,但設計師會最佳化設計,比如濾網和風扇之間設定一個較大的減速駐壓空間,再比如風扇本身也要縮小槳距增加葉片數量和麵積,調整風速增加靜壓。但這些最佳化工作對於DIYers來說是比較困難的。所以我個人建議DIYers也選擇離心風機和進風面過濾的方案,參見http://www.guokr.com/post/719319/

    一般空調設計的過濾器是初效過濾器,用於過濾空氣中可能存在的毛髮和衣物纖維,因為這些東西會粘附在有凝水的表冷器上,形成棉被狀的汙垢,從而降低空調的製冷制熱效率。所以必然是設在迴風口,保護盤管。

    淨化器的話是用來保護室內人員的,而且一般它都沒有製冷能力,所以沒有盤管需要保護。放在出風口有個好處,可以利用動壓,讓濾網的阻力比較不礙事。但是這樣做也有缺點,離心風機的出風並不是均勻的,會因為葉輪或蝸殼的形狀而有一邊多另一邊少,這樣一來出口會需要均流空腔來把動壓轉化為比較均勻的靜壓。如果是想利用動壓,必然不能設這個均流空腔,也就是風會集中在濾網的一部分使勁兒吹,而另一部分幾乎沒有風。時間久了會發現濾網的一部分髒得特別快。空氣濾網並不是篩網結構,而是多道阻攔結構,被截留下來的顆粒會因為風吹而慢慢移向濾網另一邊,直到被吹離過濾纖維。所以空氣濾網是有使用壽命的,超過了使用壽命的濾網不但不能減少空氣微粒,還會向空氣中散佈微粒。當氣流集中流經濾網的一部分時,這部分的壽命會很快用完,而其他部分並不能頂替這部分使用,結果就是濾網壽命大大縮短。

    不過一般家用本來就不在乎是不是真的都濾乾淨了,心理安慰遠大於實際效果。所以也可以無視這些,直接買了就用了,家裡老婆和丈母孃也不鬧了,抽出空來陪陪孩子什麼的。

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