家用空调实际净化能力测试与分析

程 骞，肖文杰，王立波

（安阳工学院 土木与建筑工程学院，河南 安阳 455000）

0 引言

21世纪以来，我国进入了经济发展快车道。随之而来，人们的生活水平也大幅度提高，已经从温饱向舒适迈进。作为重要的建筑室内环境调节设备，普通家用空调已逐渐普及。在实际使用过程中，为达到节电等目的，往往关闭门窗，这样导致了室内空气质量下降，严重危害人们的健康[1]。

相关统计资料显示，人类室内活动时间占总时间的70%以上，城市居民则有超过90%的时间在室内度过，婴幼儿和老弱残疾者在室内活动时间更长，甚至几乎没有户外时间[2]。因此，除调节室内温湿度以外，空调过滤能力显得尤为重要，这一功能主要由过滤网承担。过滤网是空调器件中的重要部件，将净化功能集合其上，加强对新风及室内循环风的过滤，可以在一定程度上改善室内空气品质[3]。

目前，市场上主流品牌空调，宣传的主要功能无一例外都增加了净化能力。本文就以某品牌某款畅销型（销量10万以上）空调为例，测试并分析其过滤网实际净化能力。

1 测试过程

1.1 测试环境

本次测试建筑物位于安阳市某小区，测试点为某户南侧次卧。房间尺寸为4.2×2.7×2.7（m），外窗朝南，内门朝北，空调室内机位于靠窗位置，室内各主要设施相对位置如图1所示。在测试期间，房间内的平均温度为30℃，平均相对湿度为35%。

图1 测试房间示意图

1.2 测试设备

本测试主要设备为空调一台，空气净化器一台，多功能室内空气质量检测仪一台，分体式风速计一台，具体参数及说明等见表1。本次测试参数选择《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002）[4]和《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）[5]中代表性污染物PM2.5、甲醛和TVOC（由于标准4中无PM2.5，但该污染物对人体健康影响较大，因此参考标准5选择）。

表1 测试设备及说明

1.3 测试方案

为保证不同组测试实验基础环境参数的一致性，避免外界条件的干扰，全部测试方案均在关闭门窗条件下进行，在室内中间点燃一支香烟（测试过程中无其他污染源），作为室内环境初始条件。香烟燃烧时间约10 min，熄灭后开始按照表2所示方案进行。由于房间面积较小，测试设备放置于房间中部。

表2 测试方案

2 测试数据及分析

2.1 测试数据说明

由于不同测试方案下，各污染物浓度变化持续时间差异较大，因此，当某一方案下该污染物浓度达到标准限值（具体见表3）或趋于稳定后，将不在图中记录。

表3 室内代表性污染物浓度限值[4-5]

2.2 PM2.5测试数据分析

不同测试方案下PM2.5浓度变化趋势如图2所示。

图2 不同测试方案下PM2.5浓度变化曲线

从图2可以看出，当室内污染源散发出污染物后，PM2.5浓度迅速攀升至500～800 μg/m3，其中开启净化设备后，由于空气流动性增强，污染物加快扩散，造成测试点附近浓度大幅度提升，达到780 μg/m3。PM2.5作为典型空气污染物，会引发多种疾病，尤其对人们呼吸系统具有极大危害[6]。未开启净化设备时（黑），PM2.5浓度达到峰值约510 μ g/m3，后逐渐下降，但经过480 min后仍未达到标准限值。仅开启空调后（红），则经过200 min后PM2.5浓度低于标准限值，300 min后趋于稳定。开启空调+空气净化器后（绿），PM2.5浓度迅速下降，35 min后即达到标准限值，50 min后趋于稳定。

2.3 甲醛测试数据分析

不同测试方案下甲醛浓度变化趋势如图3。

图3 不同测试方案下甲醛浓度变化曲线

从图3可以看出，当室内污染源散发出污染物后，甲醛浓度迅速攀升，未开启净化设备时，由于空气流动缓慢，浓度增加有限；而开启净化设备后，空气流动性增强，甲醛加快扩散，造成测试点附近浓度大幅度提升，达到0.14 mg/m3，超过标准限值。甲醛作为毒性较强的致癌物质，会导致白血病、胎儿畸形等多种病症[7]。未开启净化设备时（黑），甲醛浓度变化范围较小，300 min后基本在0.10 mg/m3左右波动。仅开启空调后（红），则经过100 min后甲醛浓度维持在0.08mg/m3～0.09 mg/m3左右并趋于稳定。开启空调+空气净化器后（蓝），甲醛浓度则迅速下降，30 min后即达到标准限值，100 min后维持在约0.065 mg/m3左右并趋于稳定。

2.4 TVOC测试数据分析

不同测试方案下TVOC浓度变化趋势如图4所示。

从图4可以看出，当室内污染源散发出污染物后，TVOC浓度迅速攀升至0.5 mg/m3，但未超过标准限值。TVOC同样具有毒性、刺激性和致癌性，严重威胁人们身体健康。上述三种测试方案下，TVOC浓度均有一定程度下降。其中，未开启净化设备时（黑），TVOC浓度在达到峰值约0.46 mg/m3后，逐渐下降，经过400 min后达到约0.3 mg/m3并趋于稳定。仅开启空调后（红），则TVOC浓度持续下降，经过300 min后达到约0.16 mg/m3后并趋于稳定。开启空调+空气净化器后（绿），TVOC浓度迅速下降，100 min后维持在0.27 mg/m3左右并趋于稳定。

图4 不同测试方案下TVOC浓度变化曲线

3 结论与展望

根据以上内容，可以得出以下结论：

（1）空调过滤网对PM2.5的净化效果是比较差的，仅依靠常规空调净化系统，难以有效控制PM2.5颗粒。因此，需要额外增加空气净化器，特别是冬季室外空气质量较差的地区，配备空气净化器是十分必要的。

（2）空调过滤网对甲醛基本无吸收去除效果，增加空气净化器后，可使室内甲醛浓度下降到标准限值以下，但无法完全除去，恢复到未释放污染物以前状态。

（3）空调过滤网对TVOC有一定去除效果，增加空气净化器后去除效果并未显著增强。

（4）随着经济和技术的高速发展，人们对室内环境的要求日益提高，家用空调的净化功能将日新月异，越来越多的功能将得到应用，实际过滤和净化能力将进一步提升。但可能会随之带来空调能耗的增加，噪声的增加等负面问题。因此，单独配备空气净化器将是一个相对合理的选择。可以根据室内外空气质量的变化，随时调整净化设备的运行模式。