目前家用空氣清淨機主要技術、原理與注意事項

市面上空氣清淨機百百種,
台灣品牌、大陸品牌、歐美品牌、日系品牌……
我只是整理一下我所知的技術和大致上的優缺點,如有未盡事宜,請懂技術的網友補充。

各項技術所針對的空氣污染對像不同,但是家裡常見的主要污染物有:
1.懸浮微粒--主要是指常見的PM2.5粒子,是指粒子的直徑在2.5微米以下的粒子,
因為它體積小、重量輕,不易沉降至地面,所以會在空氣中長時間飄浮。
它和大粒子不同,它無法被人體纖毛和黏液過濾,能抵達細支氣管壁,並干擾肺內的氣體交換。
更小的微粒(直徑小於等於100奈米)會通過肺部進入血液中,影響其他器官。
懸浮粒子會對呼吸系統和心血管系統造成傷害,導致哮喘、肺癌、心血管疾病、出生缺陷和過早死亡。

2.有機氣體與臭味--裝潢木板中的甲醛、油漆或黏著劑中的甲苯、醋酸乙酯…等有機溶劑。
寵物糞尿味、體味、放屁、…。

3.空氣中懸浮的細菌、黴菌孢子、病毒…等。

注意:
a.大顆粒的粒子,因重量問題,本身無法在空氣中懸浮太久,一段時間後就會沉降低地面或物體表面。
沒有浮在空氣中,自然就不會被空氣清淨機吸入清除,所以空氣清淨機對大顆粒的粒子的清除功能普遍不佳,
頂多是風吹起來或人走過揚塵時會吸進去,才會被處理掉。
大顆粒的粒子建議還是用吸塵器來處理。

b.塵蟎的情形同上!只有塵蟎被人類活動打飛在空氣中時,才有可能被空氣清淨機吸入清除。
不然塵蟎在棉被或衣物、布沙發中活得好好的,不會主動爬進去受死~~
市面上有些號稱有除塵蟎效果的空氣清淨機,它們的測試條件是……
把塵蟎專門放進機器裡面,再看效果~~~
試問…一般家庭有誰會這麼做?

所以,除非將來有新技術,可以自動偵測塵蟎,然後空氣清淨機移動過去,
用震動+吸塵器的超強吸力把塵蟎吸入處理……(除蟎機器人?)
否則請把空氣清淨機的除蟎功能一笑置之。

針對性的常見功能:
對1.專門用來過濾粒子(PM2.5)功能:HEPA濾網、靜電集塵板
對2.除有機氣體、除臭功能:電漿、離子、觸媒轉化、活性碳濾網
對3.除菌功能:電漿、高溫……至於離子…離子除菌的功效待確認

各項技術簡介:

A.HEPA濾網
高效濾網(High-Efficiency Particulate Airfilter),即高效率空氣微粒子過濾網,簡稱HEPA。
HEPA的過濾方式有2,都會同時生效。
I.用本身的網孔密度,過濾掉比網孔更大的顆粒,也就是一般濾網的概念。
II.比網孔小的顆粒(有機會直接通過濾網)通常會帶電,
所以HEPA本身材質也通常會帶靜電,利用本身帶的靜電,吸引微粒吸附在濾網上。
粒子愈小、濾網靜電吸力愈強,過濾效果愈好!
※所以,號稱可以過濾0.01微米(PM0.01),或是號稱過濾0.0000001,或是號稱過濾0.0000000000000000.......1都是一樣的。
粒子愈小,愈容易被濾網所帶的靜電吸附。
反而是不大不小一定範圍的粒子,穿過濾網的機會比較大。

HEPA有分美國規定或是歐盟規定!
美國規定:
空氣流過後,至少能過濾99.97%、直徑不小於0.3微米(µm)的空氣中的顆粒。
歐洲規定:
按照歐洲標準化委員會以EN 1822:2009.標準。根據過濾效果,HEPA分級為:
HEPA等級 總粒子過濾效果
E10 > 85%
E11 > 95%
E12 > 99.5%
H13 > 99.95%
H14 > 99.995%
U15 > 99.9995%
後面還有U16、U17,更高~
所以不要聽到HEPA就HIGH~!不同等級效果真的差不少~!
尤其最近市面上一堆不知道哪弄來的HEPA……產地不明、沒有認證,效果當然也不清楚~~

另外,沒有任何HEPA濾網可以讓你每天開24小時,開10年!
像IQAir這種重量級機種,它的「前置濾網」,就是別人的核心HEPA濾網等級(H11,等同小米核心濾網)。
而且是別人的至少2倍厚!!

但是IQAir的核心HEPA濾網建議使用壽命也才4年以下~~
那麼其他日系機種,包括Sharp、大金、Panasonic……號稱10年!
但是他們的前置濾網比IQAir差(厚度與重量都不到一半!),核心HEPA濾網才差不多等同於IQAir的前置濾網等級~~!!!
這些廠商說它可以使用10年!?!? 你信嗎?

相信的人,請跟我說一下,相信的理由是什麼? 它是根據什麼國際標準進行評估的?

最後再說一下……HEPA濾網不能水洗! 能水洗的都不是HEPA!

優點:
新濾網過濾效率極佳。
缺點:
用久了上面會累積髒污,可能發黴、長塵蟎。
用久了上面的灰塵會逐漸堵塞濾網,造成過濾效率不斷下降,最後無效果。
效果愈好的濾網,耗材費愈貴,而且品質參差不齊,一堆胡亂號稱「長效」的廠商。

B.靜電集塵板
靜電集塵板(Electrostatic precipitator, ESP) 是針對處理顆粒的有效辦法之一,
只是目前通常用在大型工業燃燒裝置,像是鍋爐等,用在家用設備比較少見。
如上面濾網的部份所述,微小的粒子通常會帶電!(少部份還是有可能不帶電)
ESP就是利用金屬柵網通電,來做2件事情:
i.第1層通電金屬柵網(帶高壓正or負電)-->
將所有經過柵網的粒子加上電荷,不論原本是帶正、負或不帶電,通通加上單一電荷(正電或負電其中之一)。
ii.第2層通電金屬柵網(帶高壓負or正電,與第1層相反)-->
假設通過金屬柵網1的粒子通通帶了正電,第2層就帶負電,利用靜電原理對被帶了正電的粒子作強力吸引。

因為可以主動施加高壓靜電,所以ESP上的靜電吸引力比本身材質帶小量靜電的HEPA強太多! 至少是千、萬倍以上!
但是同時…ESP上的金屬柵網網格也比HEPA大太多!至少也是千、萬倍以上!
一來一往……所以靜電集塵板的效果會接近HEPA,但不可能超過好的HEPA。
一般常見的ESP,對於PM3以下的微小顆粒集塵效果通常是85~90%。
幾個技術較佳的廠商能達到95%以上!
像是IQAir Perfect 16 air cleaner 有95%
Honeywell electronic air cleaner 和富士通將軍的ACSQ360D據說都有99%。
但是跟H13 HEPA的99.97%還是有差。

有一個簡單的影片可以說明ESP的實際效果,簡單又直觀! 影片在此
金屬網就是第1層,鋁箔就是第2層。效果好不好……看影片,自行評估~~

優點:
免耗材,只要定期清洗靜電集塵板。
缺點:
集塵效果比不上某些效果非常好的HEPA(例如IQair),但是已經比市面上大部份號稱HEPA的效果好了不少。
另外,ESP需持續耗電(雖然用電量不大)、ESP清洗的時候若撞到,積塵可能會飛起來。

注意!!!
無論是HEPA還是ESP,基本上都是針對1.懸浮微粒,對第2.種空氣污源效果非常差!
至於對3.HEPA剛開始有極佳的效果,但是久了不換的話反而會成為黴菌的溫床。而ESP對3.…算有,但效果也沒多好……


所以就會有其他的技術來針對2.、3.。

C.活性碳濾網
活性碳是一種表面高度孔隙化的碳粒,可以利用孔隙吸附各種有機分子,例如甲醛、各種臭氣,效果明顯!
有些較高級的活性碳還會添加一些氧化物或過氧化物,來加強其效果(例如氧化鋁…等)。
不過……各家的活性碳濾網效果差異很大,國際上也沒有公正的等級評價……
所以好的很好,爛的很爛。
另外,高濕度環境下壽命會縮短、高污染物環境下(例如新的裝潢、養寵物…)壽命需要除以2、除以3、除以4、除以5…甚至除以10!
可以參考環保署這一篇研究報告:室內空氣清淨技術與成效評估 ─ 子計畫二:活性碳空氣清淨機對室內揮發性有機物去除效能評估
http://www.epa.gov.tw/public/Data/adbc4baa-4d23-4160-99e3-239e32f64ed3.pdf
也就是說,活性碳濾網的效果會是…
100%---90%----60%---10%---0%---負5%(反而放出污染物)


優點:
新的濾網除有機氣體、除臭效果佳。
缺點:
壽命大多很短,吸附有上限,之後不但沒效果,反而還有可能將之前吸附的污染物重新放出來!
活性碳濾網是種耗材,常換的話費用不算低。活性碳網的品質參差不齊…

例如:一位01板友買的:
「開箱」國際牌--PXM55W 開箱文,不是業配文,是真的
它的活性碳:
目前家用空氣清淨機主要技術、原理與注意事項
基本觀察描述:每一個格子,活性碳都掉在底下,只佔那格子最底下的大約1/4的面積。
我提出幾個問題:
是誰規定空氣一定要從活性碳通過而不能從上面3/4面積,沒有活性碳的通道通過??
如果可以的話……這片活性碳濾網的效果到底如何???

而且,活性碳在沒有再生的情況下,壽命很短!

在同樣是活性碳的情況下,我們來比較一下:
瑞士IQair V5活性碳濾匣 重量2.5KG
廠商說明:在風速開中速的情況下,壽命為6000小時。每天開12小時的話,約可使用16.7個月。
所以我們可以依此推估…開24小時的話,只能使用8.3個月!!!

上面圖中的的活性碳重量多少?
按照相同比例的話,壽命是???

更不要說以台灣這種爛空氣的情況下,壽命會再進一步降低!

D.電漿
在機體內的有限小空間之中釋放高濃度電子雲,以此來破壞經過的空氣中的分子結構。

優點:
高濃度電子雲對有機氣體、臭味、黴菌孢子、病毒…等,都具有清除效果。免耗材。
缺點:
該功能打開時持續耗電、會產生臭氧。只有機體內有效果。
※因臭氧問題,所以在選擇電漿機種時,需注意要有具有公信力檢驗機構的臭氧檢驗報告。
※中國的檢驗報告,除非是SGS、BV、TUV等國際認證實驗室,否則雜七雜八機構的檢驗報告……可信度都有待商榷。


E.離子(S牌Plasmacluster)或帶電水水分子(P牌 Nanoe技術)
對機體外放出離子或帶電水水分子,以高濃度離子或帶電水水分子與目標分子結合,破壞有機分子結構。
離子濃度愈高,效果愈好。
但無論是美國還是日本,都有人對離子的各項效果質疑。
尤其日本的幾家研究機構,對S牌的Plasmacluster和P牌的Nanoe這些技術提出質疑,認為釋出性的離子技術在除菌方面基本無效!
http://www.betterair.com.tw/news/lizikongqiqingjingjizhendenengshajun
西村秀一的論文(2012年感染證學雜誌)
http://journal.kansensho.or.jp/Disp?style=abst&vol=86&mag=0&number=6&start=723
不過,也有數項測試,認為離子是有實際抑菌效果的(太多,請看官網)。
所以實際有沒有除菌效果,請自行考量。

除臭……
以我個人實際使用過S牌KI-EX 25000個離子的機種和P牌有NANOE技術的產品的使用經驗來說,
放一個BABY拉屎的尿布在一個約3.2米高,5坪大小的密閉房間中10分鐘……
之後分別開S牌跟P牌的離子空氣清淨機10分鐘(拉屎尿布不拿走,放在房間中)……
S牌的除臭效果是有比P牌更好一些,臭味有明顯淡一點。
所以我個人確定S牌在除臭方面的效果還算不錯,P牌可能略差。

S牌跟P牌都有標示數字,S牌是標示適用空間中(KI-EX55 適用15疊=7.5坪=25平方公尺),1.2公尺的高度,每平方公分體積中會有幾個有效離子。例如25000或7000。
P牌是說它的釋放總數,例如4800億個/秒。但是散布到空氣中之後,每單位體積的濃度就不知道了。
按照廠商數據,假設一般房間高度為2.5M(250cm),離子都是均勻散布的…
則2.327坪(7.68平方公尺)內,P牌的單位體積帶電水水分子數量>S牌離子。4800億/2.5m/7.68m2=25000
若房間超過2.327坪(7.68平方公尺),則S牌單位體積離子數量>P牌的帶電水水分子數量。
(且適用機種愈大,差距會愈大)
同理反向計算的話,S牌KI-EX55機型應該是放出15625億個離子/秒? 但這只是理論計算,實際情況不知。
或許……離子數量的差異,就是造成除臭效果差異的主因?

優點:
除臭ok、有其他附加功能(些微的美容or保濕功能)。
缺點:
除甲醛和除菌效果待確認、要耗電、會放出臭氧(量比電漿少),離子產生器用久了還是會老化,也是有壽命的,算耗材。

F.觸媒轉化
利用金屬或金屬氧化物,提供較高的能量(光、電、熱)之後與流經的空氣接觸,使其產生催化作用,破壞目標的有機分子結構。
這也是個有效的除臭、除有機氣體的方法。(最常見的應該是金屬熱觸媒,一般的汽/機車排氣管裡面的觸媒轉化器就是了)
優點:
效果不錯
缺點:
有些要耗電。有些要使用耗材(濾紙式觸媒)、有些要定期再生,沒有再生的觸媒會逐漸失去作用。

※注意!
無論是哪種觸媒,都需要光、電、熱來提供能量,才會有效果!
如果哪一台機器裡面說它有光觸媒,結果機體裡面有光觸媒,卻沒有光源,那麼這個光觸媒就一點屁用也沒有。
而且,目前最常使用的光觸媒是TiO2(二氧化鈦)。
但是TiO2需要表面活性化處理才能作為光觸媒使用~~
有些廠商隨便弄個東西,塗點白色色粉(也是TiO2)就自稱為光觸媒……這種光觸媒的效果可想而知。

G.高溫
目前的高溫清淨機的溫高大多不夠高,通常只加熱到2XX度。
殺菌足夠了,但對甲醛之類的作用不大。
優點:
殺菌有點效果(因為空氣經過的時間短,所以效果只算普通)
缺點:
多一個電暖爐……夏天的話……

------------------------------------
市面上常見的都是複合技術的機種。

純濾網式:
HEPA濾網+活性碳濾網,濾網通常較厚!
例如IQair、Honeywell、Coway

簡單濾網+HEPA+電漿式+其他:
例如大金是:普通細網+薄的HEPA+電漿+觸媒轉化(光觸媒濾紙)…。


簡單濾網+靜電集塵式+觸媒轉化:
普通細網+靜電集塵板+定期自動再生的金屬觸媒
例如富士通將軍

濾網+離子式:
普通細網+薄HEPA+離子+?
?=無 或 活性碳濾網
例如Sharp、Panasonic。

也有純離子式,例如Lightair……但離子的實際功能……。

※所謂的免耗材:
真正的免耗材機種就必須使用免耗材的技術才行!
對於懸浮微粒,只有靜電集塵板算是免耗材的技術。
對於甲醛、臭味,只有"可自動再生"的觸媒算是免耗材的技術。
其他凡是看到有活性碳層的,或是無法自動再生的觸媒,都不是免耗材技術,實際上都有耗材。
(活性碳層和觸媒紙都要定期換,壽命為3個月~1年不等,這不是耗材,什麼是耗材?)
還有些廠商號稱無耗材,但要求一年必須回廠"保養"一次(保養要費用)才能維持效果的,
也不算是免耗材(他幫你清潔、換耗材,然後跟你說免耗材……只是收費"保養"……騙誰?)

有些說免換濾網~~這是對的,通常是指免換HEPA濾網……
但是活性碳網-->要換(耗材)
離子產生器-->要換(耗材)
銀離子藥劑-->要換(耗材)
觸媒濾紙-->要換(耗材)
......

有些說10年不用換濾網~~
那是指「實驗室標準空氣」的條件下可用10年
實際上,台灣的空氣比實驗室標準空氣 更髒! 更多微生物! 更潮濕!
號稱10年免換的HEPA,我會建議至少3年換一張,最好是1~2年就要換。
號稱10年免換的活性碳,我會建議至少2年換一張,最好是0.5~1年就要換。

建議大家買之前多看一下,確實評估「實際」的耗材費用再買……
號稱10年? 每年換的話,耗材費用是……?

buiji wrote:
市面上空氣清淨機百百種,
台灣品牌、大陸品牌、歐美品牌、日系品牌……
我只是整理一下我所知的技術和大致上的優缺點,如有未盡事宜,請懂技術的網友補充。


感謝分享
5分奉上
buiji wrote:
也有純離子式,例如Lightair……但離子的實際功能……。

他是靜電+負離子,靠著負離子把灰塵弄到機身上或是用負離子來把灰塵弄到地上去

因為可以主動施加高壓靜電,所以ESP上的靜電吸引力比本身材質帶小量靜電的HEPA強太多! 至少是千、萬倍以上!
但是同時…ESP上的金屬柵網網格也比HEPA大太多!至少也是千、萬倍以上!
一來一往……所以電子集塵板的效果會接近HEPA,但不可能超過好的HEPA。

有一個簡單的影片可以說明ESP的實際效果,簡單又直觀! 影片在此
金屬網就是第1層,鋁箔就是第2層。效果好不好……看影片,自行評估~~

如果樓主有看過mrmr 375的文章就可以知道Mobile01網友在空清機這領域上是非常重視的,稍微名詞不對、資料不對通常會被砲翻
有些部分建議可以有多一點參考資料或是圖片、實際測試,來加強說服力
推薦及介紹是好意,本人沒有義務去背書或是保證內容百分百無誤
買過空氣清靜機之後,發現物理性的就是靠吸附
當然機子設計好壞也有關係(會不會有漏氣,CADR值...),不過還是有開就有作用

如果只是想過濾的話,後來是找到露天的某位專業賣家
ex原廠沒配HEPA或除菌濾網,都可以視情況搭配使用
這樣可以不受限原廠的濾網的價格跟過濾效果

其他附加功能就看需求
我家後來是買s牌有加濕功能+其他濾網,用起來也不錯
buiji wrote:
有一個簡單的影片可以說明ESP的實際效果,簡單又直觀! 影片在此
金屬網就是第1層,鋁箔就是第2層。效果好不好……看影片,自行評估~~...(恕刪)


效果應該算是還可以,只用正負吸引的方式沒辦法全部捕捉
影片上有說金屬網接大地,如沒有接地的話接110V的N極不知有無效果?
它的效果跟接不接地無關~~
就純粹是兩個不同電場產生的效果而已,接地只是為了安全。
畢竟金屬網和鋁箔之間距離相當近,而且分別被施以單極的高壓電,
要是實驗結束了,要把東西取下,結果還有電荷殘留的話可能會造成觸電受傷。

這篇完全沒有要推薦任何品牌或產品的意思,只是讓對空氣清淨機沒有概念的人可以略帶系統性的了解目前市面上的各項技術。
我個人是從日本買了某個免耗材的產品,不過我也不想在這裡說品牌和機種~~
因為各人有各人的空氣品質需求和喜好,看了這篇有所了解之後,自己按照知識去挑就好了。
其實台灣有些機子做的還不錯,但都賣太貴了....
steven0415 wrote:
請教一下
瑞典 LightAir IonFlow 50
...這台應該就是用集塵板的技術吧?...(恕刪)


並不是……它的技術跟靜電集塵板沒有任何關係。
它完全只有離子。

靜電集塵板本身就是濾網,可以洗。
而且通常靜電集塵板機種還會加前置濾網來過濾大顆的灰塵,還常會加裝一些後置過濾設施來附加額外功能。
像大金除了前置濾網外,後面還有臭氧、觸媒…。
富士通將軍除了前置濾網外,後面有臭氧、觸媒。
博士韋爾除了前置濾網外,後面有活性碳。
克立淨除了前置濾網外,還有奈米銀、觸媒。
......
但是瑞典LightAir這台除了放出離子之外,什麼都沒有!

帶電離子如果跟灰塵結合,會使灰塵帶電,然後吸附在某些物體的表面,這就是LightAir這台的功能。
雖然它說會吸附在它機器上的金屬環,但是……
它並沒有風扇來導引帶電後的灰塵流向,也沒有經過過濾。
所以帶電灰塵可能吸附在附近任何東西上面!

附近的家具、牆面、家電、沙發、餐具……甚至經過的寵物或人體。
不是只有左右四週而已,而是包括上下、左右、前後四週圍~~
放久了,它影響範圍的所有東西都會積塵發黑……

也就是說,它把空氣中的灰塵,包括PM2.5顆粒都帶下來放在附近的物體表面……
(但是風吹過、人體擾動…等,會把這些顆粒再打飛出來)
至於去除霉菌臭味,我應該有些許(?)效果。
這種空氣清淨方式是不是你想要的,我不知道~~
不過我個人並不想把它列在所謂的空氣清淨機裡面……
對我來說,免換耗材才是王道+勤打掃

需要耗材的,畢竟每個人環境不同

有些好幾層耗材的

換一輪下來 3000以上跑不掉

如果環境差一點的,1年換一次就飽了




Buiji大,
完成洗碗機任務後,再來跟隨您的腳步研究這議題
1.房間已經很小了,我不喜歡在地面擺機器,因為若依清淨機廠商的建議,我每個房間都得要準備一台清淨機.

2.舊房子,室內高度約3.3米,大樑橫越處高度更低,大樑裡是有預埋穿越孔,但都已經被分離式空調的冷媒管塞滿了,要符合全熱式交換機的要求配置分區4”空氣管有困難

3.我打算做正壓系統,引入前置過濾後乾淨的空氣來維持我室內壓力比室外高一點點,盡可能讓所有的灰塵擋在在第一道前置過濾處,不要讓灰塵進入室內再勞動空氣清淨機、iRobot、吸塵器等各種機具來清理

4.下圖是找到的廠商型錄架構,材料費不超過一萬台票,我計畫裝兩套,濾心一片350元,但是缺少我想要的靜電集塵的功能,而靜電集塵聽說運轉溼度不可以太高? 這在北台灣就不適合了。




5.新鮮乾淨的空氣進來後,要通風的房間就把對外的氣密窗打開一點點,空氣自然就會流動了,至於冷氣的逸散浪費掉的能源就不在考慮之內。

以上是我的想像,再來是尋找天花板裡藏這組的空間及新鮮空氣入口

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