家用空气净化机的净化原理以及常见的产品质量问题

摘要： 随着人们生活质量的提高，空气净化机在家庭中的使用越来越普遍，本文分析了不同类型的家用空气净化机的净化原理，以及由于不同的净化原理所导致的、笔者在日常工作中常遇见的产品质量问题。

关键词： 空气净化机 净化原理 质量问题

由建筑材料、装饰装修、家具、现代家电以及办公器材造成的室内环境污染已成为影响人们健康的因素之一。随着室内空气质量问题越来越受到人们的重视以及人们生活质量的提高，空气净化机在家庭中的使用越来越普遍，本文分析了不同类型的空气净化机的净化原理，以及由于不同的净化原理所导致的、笔者在日常工作中常遇见的产品质量问题。

1. 室内空气污染物的种类及其危害

室内空气污染物主要有颗粒污染物和气体污染物，其中颗粒污染主要为固体颗粒和微生物。

颗粒污染物主要来自燃料燃烧、香烟烟雾和室外空气中的悬浮颗粒物。燃料燃烧的颗粒物是有多种化学成分的实体，对人体有生物毒性。香烟烟雾中的焦油含大量的多环芳烃等致癌物质。微生物污染只要是细菌、真菌、霉菌等，大多数藏在温暖潮湿以及不清洁的地方并附着在颗粒物上随着空气流动会引起人体产生过敏、呼吸道感染等症状。

室内空气中的气态污染物除SO2、NO、NO2等气体外，还包括大量的挥发性有机物质和放射性气体。室内建筑装饰材料、家具以及日常生活中使用的洗涤剂等化学合成品会释放出挥发性有机化合物，最常见的就是甲醛。放射性气体主要是氡，主要来自建筑材料、地基土壤、岩石等。气态污染物对人体的健康有多方面不良的影响。如甲醛对眼粘膜、呼吸道等有强烈的刺激作用，可能引起哮喘和支气管炎，甲醛还会对人体的肝脏、肾脏以及消化系统和神经系统产生毒性作用。

2. 空气净化机的净化原理

针对不同的污染物，空气净化机主要采用机械净化、静电净化、等离子净化和光催化等方式来处理污染空气。

机械净化主要是利用过滤、吸附等物理的方法来去除污染物，过滤主要是利用纤维材料来过滤直径较大的颗粒物，但对于直径较小的可吸入颗粒物和气体污染物的去除效果不明显。吸附主要是利用多孔固体吸附剂处理污染物，常见的吸附剂主要有活性炭、活性氧化铝、硅胶等。吸附的方式对气体污染物有明显的出去效果，但是存在再生频繁、吸附饱和等缺点。多数机械净化是采用过滤和吸附相结合的方式进行的。

静电净化具有效率高、体积小、易清理等优点，在空气净化机中也是常用的一种净化方式。静电净化的原理是：电极在空气中放电使得周围的颗粒污染物被荷电成带电粒子，然后利用电场力将颗粒污染物吸附在集尘装置上。

利用等离子净化空气是近年来出现的新技术。由于等离子体是由大量带电粒子组成的系统，其中的离子、电子都是极活泼的反应性物种，利用等离子内的高能粒子和活性物质可以除去气体有害物质。

光催化是基于光催化剂在紫外线照射下具有较强的氧化还原能力从而达到除去气体污染物的目的。光催化具有性能稳定、价格便宜等优势。

目前市面上销售的空气净化机一般是采用多种方式进行空气净化的，只有熟悉了他们的净化原理，才能更好的分析产品的问题。

3.家用空气净化机的常见质量问题

家用空气净化机现行有效的安全标准是GB 4706.45-2008《家用和类似用途器具的安全 第二部分 空气净化器的安全》，该标准对空气净化机的防止电击、着火、过热、机械伤害、辐射和毒性等方面的危害进行了规定。常见的产品问题主要有：

1）.对易触及带电部件的防护不合格。由于空气净化机需要定期清理除尘装置、更换滤网或者吸附剂，用户在维护过程会触及到带电部件或者内部布线。另外对于静电净化和等离子净化的空气净化机，由于内部会产生上千伏的高压，使得高压部分的放电量超过标准的限定值。这样的结构消费者在使用空气净化机时存在触电的潜在危险。

2）.电气强度不能满足要求。这类问题主要存在静电净化和等离子净化的空气净化机上。由于这类空气净化机内部会产生上千伏的高电压，一般会使用高压变压器来产生高压。如果这类高压变压器的内部绝缘强度不够，导致按照标准进行高压变压器的电气强度试验时，绕组与绕组之间或同一绕组相邻的匝间发生击穿。

3）.机械危险不合格。为了让被污染空气通过空气净化机，加速净化效果，空气净化机内部都装有一台风机，由于结构设计不合理使得风机的扇叶等危险运动部件没有被完全防护起来，正常使用中可能触碰到这些危险的运动部件。

4）.结构不合格。空气净化机经常是放置在桌面或者地面上适用，为了防止小部件通过底部开孔触及到带电部件，标准规定了支撑面通过底部开孔带电部件的最少距离，对于带有柱脚且打算放在桌面上使用的空气净化机这个距离不能小于10mm，打算放置在地面的空气净化机这个距离不能小于20mm。对于安装有防止接触带电部件的连锁开关，用标准规定的试验碳棒能使其复位这种结构也是不合格。对于带有保护阻抗的空气净化机，保护阻抗应使用两个独立的元件构成，且任何一个元件出现短路和开路，标准8.1.4条款的放电试验也不能不合格，部分空气净化机的保护阻抗只有一个独立元件，或者虽然有两个独立的元件，但任何一个元件出现短路和开路，8.1.4的放电试验结果超过了标准限定值。

5）.使用的关键元器件不满足要求。为了方便用户维护保养，空气净化机通常会安装一个连锁开关来防止消费者触及到带电部件，对于这个开关，标准规定必须是一个触点间隙符合标准GB 15092.1的完全断开要求的全极断开的开关。空气净化机上使用的该开关的触点间隙经常不满足标准GB 15092.1的完全断开的要求。

6）.爬电距离和电气间隙小于标准要求。这类问题主要存在于静电净化或者等离子净化的空气净化机上，由于这类空气净化机内部会产生上千伏的高电压，为了保证安全，电压越高其对应的爬电距离和电气间隙的要求就越大。空气净化机内部应该留出足够的距离使得高压部分的爬电距离和电气间隙能满足标准的要求。

7）.臭氧超标。由于静电净化或等离子净化等空气净化机利用上千伏的高电压进行净化空气的同时会产生新的污染物——臭氧，过量的臭氧会对人体产生危害，标准规定臭氧浓度百分比不超过5×10-5。试验是在一个尺寸为2.5m×3.5m×3.0m的密闭房间内进行的，为了减少墙壁对臭氧的吸收，要求房间墙壁表面覆盖聚乙烯板，空气净化机在房间内连续工作24h，臭氧在距离空气净化机出气口50mm的位置测量。电压越高，净化效果越好，但同时也更容易产生臭氧，所以在进行空气净化器产品前期设计时，需要寻找一个净化效率和臭氧浓度的平衡点。

4.总结

与其他常见的小家电相比，空气净化机由于自身特点更容易产生问题。这需要企业依据所采用的不同净化方式来设计阶产品，从而达到用户安全健康使用的目的。

参考文献：

[1] 宋广生. 室内空气质量标准解读[M].北京：机械工业出版社.2003.

[2]李先庭,杨建荣.室内空气品质研究现状与发展[J].暖通空调,2000,30(3):36-40.