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空氣凈化器是清除室內(nèi)顆粒物的一個有效途徑，但目前市場上空氣凈化器的凈化效果參差不齊，因此在特定的實驗條件下建立一套衡量其凈化效果的評價方法十分必要。該評價方法主要包括選擇實驗平臺、污染物濃度發(fā)生系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)。 按GB/T18801—2008《空氣凈化器》的檢測設(shè)備相關(guān)要求，選用 30m3大尺度環(huán)境艙作為實驗平臺。
1 環(huán)境試驗艙概述
環(huán)境試驗艙整體構(gòu)造主要由艙體、空氣凈化與溫濕度控制系統(tǒng)、空氣采樣系統(tǒng)、污染源發(fā)生裝置組成。
1.1 艙體
檢測用環(huán)境試驗艙由內(nèi)艙和外艙組合而成，內(nèi)艙嵌套于外艙之中，為環(huán)境試驗艙主體測試部分，尺寸為3.5m×3.4m×2.5m，體積達(dá)30m3，外艙環(huán)繞在內(nèi)艙外側(cè)，起控溫控濕控制外界環(huán)境的作用。艙體由聚氨酯板材拼接而成，內(nèi)艙的內(nèi)壁為不銹鋼板，型號為304，吸附性小，鋼板連接處用吸附性小的聚四氟乙烯條及硅酮密封膠密封。艙門足夠大，能放進(jìn)大體積的測試樣品，艙門與艙體密封采用低釋放的聚四氟乙烯墊圈。觀察窗設(shè)置在內(nèi)艙的艙門上，離地約1.5m高度，面積約0.25m×0.25m。
1.2空氣凈化與溫濕度控制系統(tǒng)
環(huán)境艙的空氣循環(huán)包括內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)。內(nèi)循環(huán)是指對內(nèi)艙室內(nèi)的空氣進(jìn)行凈化和控溫控濕，測試前，通過控制面板設(shè)置內(nèi)艙溫濕度，打開內(nèi)艙風(fēng)閥，開啟變頻風(fēng)機(jī)、電加熱器和濕膜加濕器。空氣經(jīng)變頻風(fēng)機(jī)產(chǎn)生正壓，進(jìn)入內(nèi)部循環(huán)，依次經(jīng)過表冷器、變頻風(fēng)機(jī)，在通過流量計控制流量后，由電加熱器加熱，隨后經(jīng)濕膜加濕器進(jìn)行加濕，溫濕度適宜的空氣再進(jìn)入多功能空氣濾清器。***終，潔凈的空氣經(jīng)內(nèi)艙風(fēng)閥送至內(nèi)艙中，同時內(nèi)艙頂部的混勻風(fēng)機(jī)使氣體形成不規(guī)則旋流，加快氣體混勻，使艙內(nèi)不留死角，經(jīng)過數(shù)次循環(huán)達(dá)到實驗要求的潔凈程度。測試時，關(guān)閉內(nèi)艙風(fēng)閥，同時打開外艙風(fēng)閥，外艙空氣由風(fēng)閥進(jìn)入系統(tǒng)經(jīng)處理后，回到外艙，此循環(huán)稱外循環(huán)，用于間接控制內(nèi)艙溫度。外艙間接控溫的方式可以有效的避免由于實驗過程中內(nèi)艙中空氣與外界的熱量交換，造成溫濕度變化，從而影響污染物的揮發(fā)規(guī)律。
1.3 污染源發(fā)生裝置
在測試空氣凈化器時，需要測試前，在艙內(nèi)產(chǎn)生一定濃度的污染物，然后開啟凈化器，測試其凈化效率。采用遙控式污染源發(fā)生器迅速產(chǎn)生一定濃度的污染物，該儀器主要由底座、升降臺、表面皿、頂蓋、擴(kuò)散裝置及遙控器構(gòu)成。測試時，將可揮發(fā)的溶液倒入表面皿中，通過電阻絲加熱，表面皿達(dá)到較高的溫度，使液態(tài)污染物迅速氣化，擴(kuò)散裝置發(fā)出的快速氣流使氣態(tài)污染物迅速向周圍擴(kuò)散，利用遙控器控制升降臺的升降，從而間接控制表面皿的開啟與關(guān)閉。遙控器的遠(yuǎn)距離控制，避免測試過程中人與有毒氣體的接觸，使測試過程更加安全。
1.4 空氣采樣系統(tǒng)
環(huán)境試驗艙的空氣采樣系統(tǒng)包括采樣口和樣品收集裝置。采樣口采用四管雙通道模式，材質(zhì)為不銹鋼，同時具有進(jìn)氣口和回氣口，避免由于壓力變化而產(chǎn)生負(fù)壓，造成的艙體泄漏。一系列長度不等的套管可嵌套在采樣管上，采集艙內(nèi)不同位置的濃度，增加數(shù)據(jù)采集的可靠性。樣品收集裝置為大氣恒流采樣儀，另外也可以通過便攜式檢測儀器實時監(jiān)測艙內(nèi)污染物的濃度。
2 環(huán)境試驗艙性能
該環(huán)境試驗艙采用全不銹鋼內(nèi)壁、內(nèi)外艙組合控溫、遙控式發(fā)生污染物、實時監(jiān)控等技術(shù)，對該艙的溫濕度控制性、氣密性、本底濃度、回收率和自衰減進(jìn)行測試，結(jié)果見表1。從表中可以看出，該艙溫濕度控制精確，氣密性好，艙壁吸附性小，本底污染物濃度低，回收率高，自衰減率低，能夠真實模擬室內(nèi)環(huán)境，滿足檢測和科研需要。
表1 環(huán)境試驗艙性能測試結(jié)果
| 項目 | 性質(zhì) |
| 溫濕度控制 | 溫度和相對濕度的偏差分別為 |
| 氣密性 | 環(huán)境艙內(nèi)外壓差在0～5Pa時，艙體泄漏量為0.03～1.00m3/h |
| 本底濃度 | 單項污染物濃度<10μg/m3，TVOC<30μg/m3 |
| 回收率 | 甲醛四種不同投放量情況下，回收率均≥85% |
| 自衰減 | 甲醛、苯、甲苯3h自衰減率分別為6.2%、5.6%、4.9% |