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能不能降低安全空气的价格而不牺牲效果?

我开始做DIY空气净化器之后,很快就有人冒出来模仿我的DIY。我不介意,因为我把制作说明发布到网上,所以谁都可以做,并不是一定要用我的。不过,我看到两家价格比我便宜,还说我太贵了!

作为一个书呆子,我第一反应是要研究。所以我订了他们的货,发现他们用的风扇更小,而用的HEPA捕捉颗粒效果特别低。HEPA一般能捕捉99%的0.3微米及以上的颗粒;我发现这个更便宜的HEPA捕捉了85.8%(测试)。

有没有办法让HEPA再便宜?

不过,如果能有同样效果但更便宜的HEPA就更好了。所以我开始测试宽度稍微小一点的HEPA。为什么呢?因为HEPA能便宜6%,但是宽度还足够盖上风扇的出风口。

测试

作为一个书呆子,我还是想先去测试,以确认效果没有降低。所以我用DIY 1.0 + 29mm HEPA做了10次过夜房间测试,然后跟我之前发布30mm HEPA的测试比较了

测试是在北京的15㎡卧室里做的。空气测试仪是一台Dylos DC1700,能测到0.5微米颗粒(手提空气测试仪跟大使馆官方测试仪相比,准不准?)。

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为了算效果,我算了起床之前最后4个小时的颗粒污染浓度,然后跟没开净化器的时候比较。同时我记录了外面的PM 2.5数据。以下是其中一天测试:

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结果

10次测试,DIY 1.0 + 29mm HEPA平均减少了86%的0.5微米颗粒和91%的2.5微米颗粒。

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这个测试结果是说明29mm的HEPA效果跟30mm HEPA没有区别。所以我把HEPA的价格降低6%,从80元到75元。书呆子这回高兴了!

HEPA价格对比

从性价比看,淘宝上Blue Air HEPA要359元,IQ Air要2,150元(还有长期使用成本对比)。

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书呆子注释:实验重做

做实验的时候,科学家注重replication(重做)。如果一个现象是真的,应该能在不同的实验当中重做而得到类似的结果。虽然做这次测试的时候,重做不是主要的目标,这系列的测试是我测试DIY 1.0的第三个系列的测试 (包括早期测试200天长期寿命测试)。再加上美国医生Dr. Saint Cyr的测试,被重做的次数已经足够。

公开数据

跟之前一样,为了其他学霸同胞们,我发在下面布了原始数据和测试方法细节。

原始数据

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户外PM 2.5的波动

我觉得这种几个小时的测试比常见的20分钟测试(比如CADR测试)更好,因为这是我们用空气净化器的更常见的方式。不过,八个小时测试的短处是,做测试的时候,外面的PM 2.5有可能会上升或者下降。如果外面PM 2.5下降,会夸大净化器的效果。如果外面PM 2.5上升,会低估净化器的效果。

如果算10次测试的平均值,这些波动应该会互相取消,但是还是值得分析数据,确定外面PM 2.5的波动没有影响结果。这10次测试当中,两天(9/25和11/10)的PM 2.5数据有比较大的波动。我去掉这两天的数据之后,平均消除的颗粒数据基本没变:84%的0.5微米颗粒和91%的2.5微米颗粒。

测试中户外PM 2.5

也值得看看测试的那10天,外面PM 2.5是不是跟北京平常PM 2.5水平一样。这10次测试的时候,外面PM 2.5平均值是116微克。这个比北京近5年的平均PM 2.5高差不多20微克(以我分析的美国大使馆PM 2.5数据为准)。所以这些测试能够代表北京常见的PM 2.5水平或者甚至更高的水平。

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DIY爱好者发明大炮“安静版本”

我最近收到住在北京Bill的邮件。他用DIY大炮减少家里的颗粒污染。

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但是他像我一样想降低大炮的噪音。

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所以Bill用了DIY精神来设计一个“静音版本”。他用塑料方块制造了一个箱子,将噪音挡在里面。

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箱子前后端有开口,帮助通风,虽然我猜这样做可能会降低几个百分点的净化效果。为进一步降低噪音,他在里面还用了被子盖上风扇。

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结果噪音降低6 dB!这区别多大?如果你已经有大炮,低档噪音是52 dB。作为比较,Bill大炮的高档噪音比这个低2 dB。确实挺安静的!

如果你对用Bill的设计感兴趣,我建议关注两点:

  1. 这个设计应该会有点减少空气的流通性。我猜总体效果会降低至少几个百分点,但是要做比较测试后才能确知。
  2. 要注意避免风机超热。设计完了之后,先开高档看看温度。

支持Bill的作业!

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DIY长期成本/天?少于一瓶矿泉水

我发表DIY空气净化器制作说明之后,有人问:“确实比品牌便宜,但是算HEPA长期成本之后还划算吗?”

DIY HEPA使用成本是多少?

我当时没有答案,因为知道HEPA能用多久需要做长期测试(尤其是在中国的空气污染条件下做测试,而不是在瑞士)。所以我在北京的空气情况下做了长期测试,每天开DIY 1.0,开机8个小时,每天测试效果。200天测试之后,终于有答案。

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140天左右(4个多月)效果降低5-10%了。HEPA要80元一片,所以平均0.57元/天,一年208.6元。这样我们可以拿它跟每天喝一瓶矿泉水的成本比较:

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大牌子净化器的HEPA使用成本是多少?

Blue Air说自己的HEPA能用6个月,但是这是在瑞典能用6个月吗?如果在瑞典能用6个月,你觉得能在北京用6个月吗?

虽然有这个大的疑问,为了算性价,我暂时假设他们的数字可以在中国用。

方法

为了算成本,我在DIY 1.0,Blue Air 203和IQ Air Health Pro Plus用了以下的条件:

  1. 每台开最高档
  2. 每天开机8个小时
  3. 最后算一年的使用成本
  4. 包括前过滤的成本,但是不包括活性炭的成本

Blue Air

Blue Air的HEPA要300元能用6个月。1.67元/天,一年609.6元。

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IQ Air

IQ Air的HEPA更贵:1,782元,在6档能用4,968个小时。如果每天开机8个小时,算成平均2.87元/天,然后一年1,047.4元。

还有加上前过滤层,因为HEPA的寿命取决于前过滤。前过滤要645元,能在6档用2,016小时,2.56元/天,一年要934.3元。HEPA + 前过滤一年的成本1,982元。

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结论

DIY空气净化器HEPA使用成本要低66-89%。

我还没完成大炮的长期HEPA测试,所以还不能算长期使用成本。完成长期测试,我就发布同样的成本。

跟每次测试一样,我在帖子下面发布数据和测试方法。

more

DIY HEPA成本

DIY HEPA成本是用真实条件下的测试数据:200天HEPA长期测试。所有的原始数据在那个帖子里。

IQ Air成本

IQ Air成本是参考IQ Air北美代理商提供的数据。具体算法在这儿。欢迎其他书呆子同胞确认我的数字算得对。

一件事情要注意:上面的算法是用6档算的。如果开3档,效果会低,但是HEPA的寿命会更长。我在这儿算了3档的一年成本:901元。这个比上面算的成本要低,但是还是DIY成本的4倍多。

Blue Air成本

算Blue Air的成本更难,因为他们没发布不同档位的HEPA寿命,而且没有发布具体能用多少个小时。Blue Air只发布能用多少天,但是没说是开哪个档。

因为缺少这个具体数据,我给Blue Air发邮件,问如果每天开机8个小时,多少天之后换HEPA。Blue Air回邮件说还是6个月,所以我用了这个数据算成本(原始邮件)。

如果Blue Air的说法是错的,可以少点开机,HEPA寿命更长,一年算的成本会有变化。我在这儿还用了其他的基本假设算Blue Air的成本。

30元滤网靠谱吗

30元的HEPA靠谱吗?

我发表制作DIY空气净化器说明的时候,有很多人问我“我应该用哪种HEPA滤网?这个靠谱吗?”

这种问题很适合我这个书呆子,因为意味着需要更多的数据!所以我找了所有能联系上的HEPA厂家,然后我测试了每个HEPA。测试最终完成的时候,我发现了一种HEPA效果最好,而且可以提供80元包邮,而不是我原来买的110元的HEPA–又有质量又实惠!

HEPA能再便宜吗?

后来我找到了批发价20元的HEPA。我当时很兴奋!如果HEPA那么便宜,我们可以让DIY空气净化器更便宜。

但是20元的HEPA测试数据很糟糕。这些HEPA效果远远低于捕捉99%的颗粒的标准,所以我决定不要这些HEPA。如果我不愿意在自己家里用这个HEPA,怎么能让其他人用呢?

30元的HEPA呢?

所以我最近看到淘宝上宣传30元的HEPA,我不是很惊讶(而且店铺还说我的HEPA暴利!)。这个店说自己的HEPA能捕捉99.97%的颗粒,所以如果真的是这样,可能是我梦中的HEPA。

所以我订了两个然后做了测试。收到的时候我很惊讶发现没有外框:

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没有外框不容易完全贴合在出风口,但是不一定是说明效果不好,所以我还是做了测试。

出风口测试

第一种测试是把HEPA系在大炮上,然后用Met One Aerocet 531S测试它出来的空气。

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(这个Met One很适合做出风口测试,因为出风口有气流,而这个测试仪的气泵可以控制进来的风量。)

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效果远离淘宝店自己说的99.97%。聪明空气HEPA捕捉了99.9%以上的颗粒,但是30元的HEPA不到90%。

风速

不过,颗粒效果不是一切。还要考虑到风阻。如果能捕捉80%的颗粒,但是风量更大,有可能总效还会好。那样的话,HEPA会更多次处理房间的空气。

为了测试这个可能性,我把每张HEPA系在大炮上,然后我用了风速测试仪:7

我把风速测试仪放在HEPA上面四个位置(左右上下)然后算了一个平均值。

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30元的HEPA又表现得不好:捕捉的颗粒不多,而且风量低。

结论

高质量的30元的HEPA仍然是个幻想。不是完全无效,但是用这种30元的HEPA会让人呼吸更多的危险的颗粒污染。

我还是希望能有商家发明一个质量好的,更便宜的HEPA,但是我到现在还没看过这样的HEPA。

这家淘宝店不诚实?

30元HEPA的淘宝店说他们的HEPA捕捉99.97%的颗粒。那是说他们在撒谎吗?

我不知道他们是怎么想的,但是如果要打赌,我猜他们只是没花时间去买测试仪然后做测试。我怀疑淘宝上很多不诚实的行为当中,一大部分其实是偷工减料。

跟之前一样,我在帖子下面发布原始数据。

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1-9

大炮能够净化多大的房间?

我测试所有能找到平面的风扇之后,

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……当中一台最突出。因为它独特的样子和它非常好的效果,我决定叫它“大炮”。

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在15m2的北京公寓,大炮大量地消除了颗粒,连很小的0.5微米颗粒也降低97%

但是在更大的房间内,效果怎么样?一般大的公司会用风量来算适用面积,但是这种算法会受到房子密封性和外面空气的污染程度的影响。因为中国的空气更脏,我觉得有必要在真实条件下做测试。

方法

幸亏我搬到大的四居室公寓,包括30.5m2的客厅。在这个客厅,我做了6次大炮高档测试。我用了激光测试仪来测试颗粒污染。每次测试持续了至少3个小时。

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我算了大炮从测试开始到最后一个小时消除百分之多少颗粒。

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这次测试跟之前做的测试有比较重要的区别:

  1. 这些测试是白天做的。很多人觉得PM 2.5是晚上最低,因为开车的人少(不过这个想法是错的,数据显示PM 2.5是晚上最高)。
  2. 这些测试是在人走动和开门的时候做的。这个比睡觉的时候的测试更保守,因为大炮要克服开门进来的脏空气。

结果

通过6次测试,即使有人走动和开门,大炮消除了92%的0.5微米颗粒和89%的2.5微米颗粒。

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这次测试有一个小意外:0.5微米的效果稍微比2.5微米效果要高。在之前做的测试,一般0.5微米的效果会低一点。我猜这是因为测试的时候有人走动,而走动对大颗粒的影响更大。

结论

大炮至少净化30.5m2的房间。这个比 3,6000元的Blue Air 203适用面积(22.3m2)要大。

跟之前一样,为了其他书呆子同胞们,我在贴子下面发布原始数据。

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活性炭真的有效吗?

我发表DIY净化器制作方法的时候,我说在中国最担心的是颗粒污染–PM 2.5。HEPA滤网就能减少颗粒污染,但是颗粒污染不是一切。气体污染(比如VOC)小得都能穿过HEPA。而且VOC(挥发性有机化合物)不友善:能导致癌症、喉咙发炎、头晕和其他的作用

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担心VOC的时候,大的净化器公司说我们应该用活性炭,但是活性炭真的有效吗?

我最发表DIY说明的时候,我不想建议别人用活性炭因为我没测试过,没有数据,而且我不想盲目地相信净化器公司。所以今年我决定测试VOC看看活性炭是不是真的有效。

方法

决定之后,我很快就发现做气体测试不容易。“有害气体”不是一种自然类型。我可以买一个激光测试仪,测到某一个大小以上的所有的颗粒,但是没有一个全能的“有害气体”的测试仪。只能每种气体买一个测试仪,而这并不便宜。

所以我的科学精神让我愿意花$3,542美金买这台Industrial Scientific Ibrid MX6。 它能测到VOC、一氧化碳、二氧化硫、氢化硫和二氧化氮。

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下一步就是找到一个VOC来源。有意思的是,我在我的公寓测不到VOC,而且在我8个北京朋友的公寓里也都测不到VOC(之所以这样做,是因为我想避免让人盲目地害怕VOC)。

因为家里测不到VOC,我就找了一个VOC来源。我选了香烟因为测试证明香烟会发出VOC,比如苯甲醛

每次测试时,我在3.78m2的阳台点燃了3跟万宝路香烟。在5次测试当中,我同时我开了带有复合活性炭滤网大炮

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另外在4个控制条件测试中,我开了一台不带滤网的风扇。这样有风流,但是没有活性炭。过了大概15分钟,香烟自然灭了。灭了之后,我让风扇继续开30分钟。

结果

烟灭之后,VOC降低,比如这次测试:

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不过,真的是因为有活性炭吗?还是VOC会自然下降?

为了回答这个问题,可以比较光有风扇的控制条件测试。算所有测试的平均,大炮带活性炭的时候,VOC最高达到0.9 PPM。不带活性炭的时候,VOC达到1.5 PPM。

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烟灭了之后,大炮最快几分钟内消除了所有的VOC。不同测试平均来说,大炮在5-20分钟内就消除全部的VOC。没有活性炭的时候,30分钟之后,空气当中还有VOC。

平均算所有的测试,当烟灭的时候,活性炭平均消除了38%的VOC。再过5分钟,消除了68%。烟灭之后20分钟,VOC平均到0。

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结论

数据显示活性炭有效地减少VOC。所以我决定在淘宝开始提供这个被验证过的复合活性炭滤网

所有的人都需要活性炭吗?

如果净化器公司能说服人担心VOC而买活性炭滤网,他们赚的钱就多。虽然数据显示活性炭有效,我不想让人盲目地担心VOC而买活性炭。

为什么呢?因为我测试了13个北京的地点,然后我发现只有带有明显VOC来源才能测到VOC,比如新装修、抽烟和烧烤。而且测到VOC的地方我都闻到化学物的味道。这个有道理因为很多VOC有明显的味道,比如甲苯和 甲醛.

我不想说VOC从来不是问题。这台MX6不是世上最灵敏的测试仪。如果用其他的测试方式,结果可能不一样。不过,香港的科学家测试了不同的公寓,发现大多数不抽烟的家里没有超过危险程度的VOC。我们需要更多的这种测试。

目前为止,我在我家里不打算用活性炭,但是有几种情况值得考虑活性炭:

  1. 最近装修
  2. 最近刷墙
  3. 抽烟
  4. 异味
  5. 附近有气体污染来源(比如工厂)
  6. 呼吸道症状(比如哮喘和发炎)

有了活性炭,我还需要HEPA吗?

需要。活性炭是针对有机物,而不是广泛的颗粒物。我本来没打算测试只有活性炭的大炮,但是Anna有一天忘了加HEPA,而做了一个只有活性炭的测试。

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结果不是很漂亮–比带有HEPA的95%效果低多了。所以我不建议只用活性炭。

跟之前一样,为了其他的书呆子同胞们,我在下面发布原始数据和详细的测试方法。

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Longevity test Day 200

HEPA寿命测试:第200天

Longevity test Day 200

我发表DIY净化器方法之后,经常有人问我:HEPA能用多长时间?大的过滤公司有简单的答案(比如6个月),我也希望能有简单的答案。

但是除非真的去测试,不然我也不知道应该怎么回答。而且,如果BlueAir说能在瑞士用6个月,你觉得能在北京用6个月吗?我们需要在中国做的测试。

方法

所以聪明空气的Gus每天坚持睡前在他的12.3m2卧室开机,每天用激光测试仪记录减少颗粒的百分比。这样可以测试HEPA能在真实的北京空气状况下用多久。

Gus每天睡觉的时候开一台DIY 1.0。为了算效果,我算了DIY减少了百分之多少0.5微米及以上的颗粒。

比如说,第54天是这样:

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为了让趋势更明显,我算了每10天的平均效果。

结果

第100天左右,效果降低4%了。在第140天左右,效果又降低5-10%了。不过,为了科学,Gus牺牲自己的肺而坚持到200天。

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HEPA的失效一直持续。在第200天,效果降到50%以下。

我还想保护Gus的肺(尤其是因为冬天的雾霾已经开始了),所以我让他停止测试。

结论

在北京空气现状下,聪明空气的HEPA全效持续了100天(每天大概8个小时,总共729个小时)。到第140天,效果才降低4%,所以我自己会选择140天换HEPA(总共1,028小时)。

建议:我建议每140天换HEPA,每天开机8个小时,总共1,000个小时。如果你用得更多,可以按你每天开机几个小时算寿命。

提醒:这个测试是用DIY 1.0,结果不一定能用在大炮身上,因为大炮的风量更大。这个测试是在北京做的,但是在空气稍微好一点的地方(比如广州和香港),寿命应该会长一点。

公开数据

跟以前一样,我公布了原始数据,全部的200天!

净化器需要全天开着吗

测试:真的必须一整天开净化器?

有的净化器公司建议一整天开净化器,就算不在家里。真的必须一直开吗?这样是不是浪费滤网,浪费电?

测试方法

为了回答这个问题,我买了一个定时器,让我的《聪明空气大炮》每天自动开两个小时:

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为了避免人走动影响数据,我是在去旅行的时候做测试的。

卧室是13.5M²,在北京朝阳门。我设置Dylos空气测试仪每分钟测试空气。

结果

六天之后,我回家看了数据。下面的图是很小的0.5微米的颗粒:

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这6天内,北京的空气越来越差。不过,大炮每天自动开机的时候,颗粒明显下降。下降特别快,意味着大炮工作地很快。

我下面算了6天的平均效果。这样可以看大炮需要多长时间清理空气:

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结论

大炮平均10分钟内减少了50%的颗粒。20分钟内,减少80%了。

建议:像大炮的很强的空气净化器很快就能清理空气,所以我不会不在家的时候开净化器。

睡觉的时候可以关机?

这个数据也可以回答另外一个问题:有几个人问过我《我睡觉的时候不喜欢风扇的声音,所以我能不能先开一会儿,然后睡觉的时候关机?》

大炮自动关机之后,外面脏的空气马上进入房间了(虽然门和窗户一直是关着的)。一两个小时内,房间的空气跟没开净化器一样脏,所以:

建议:我不建议睡觉的时候关机。

公开数据

跟之前一样,我公布了原始数据和测试方法。我还会发布更大的房间(30.5M²)的测试,还有我在家走动的情况下的测试。

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新的测试!450元DIY大炮和8千元IQ Air直接对比

去年北京空气超标的时候,我掏出信用卡,准备把8千块给IQ Air公司。不过,这个价格让我怀疑。净化器是必须那么贵吗?

我开始研究,然后发现其实净化器捕捉颗粒污染最重要的配件是HEPA滤网,而HEPA是美国20世纪40年代的发明。所以我DIY了自己的净化器并开始做测试

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后来我就很好奇:我DIY的净化器能像8千块的IQ Air一样捕捉颗粒?IQ Air是市场上最贵的净化器之一,而他们的广告说《保证:最干净的空气》。再加上,IQ Air的耗电有DIY大炮的两倍,所以IQ Air应该能捕捉更多的颗粒:

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测试方法

有一位好人借给我借他的IQ Air Health Pro (8,000元),而我做了11次测试。然后我比较了Blue Air 203/270E (3,600元), Philips AC4072 (3,000元), DIY 1.0 (200元)和大炮 (450元)。

所有的测试是开净化器的最高档,在同样的15㎡的北京公寓,同一个激光测试仪和同样的测试时间范围(过夜)。我为了算效果,我算了房间没开净化器和开净化器之后的颗粒。测试仪能测两种颗粒大小:0.5微米和以上的颗粒和2.5微米和以上。(详细测试方法

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结果

IQ Air平均消除91%的0.5微米颗粒和95%的2.5微米颗粒。这个效果不错,但是没有比大炮高:

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这个结果出乎我的意料,尤其是因为IQ Air的噪音感觉明显比大炮大:

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因为我之前的测试条件都是一样的,我们可以比较我之前测试的品牌:

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结论

所有的净化器都减少了我的卧室里的颗粒污染,但是450元的大炮消除的颗粒跟名牌净化器一样多。连200元的DIY 1.0效果跟Blue Air只差6%的0.5微米颗粒和4%的2.5微米颗粒。

价格越高 = 效果越高?

450元的大炮捕捉的颗粒最多,但是就算只看大牌子,好像价格和效果没有关系。最便宜的牌子是飞利浦,但是飞利浦消除的颗粒最多:

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这个结论跟美国医生Dr. Saint Cyr的口罩密封测试数据一样:

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按他的数据,6元的3M口罩(像我现在用的)效果比我之前用的349元Respro口罩好。而且,以Respro的价格,我可以买58个3M 9501口罩,而挡住更多的颗粒:

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总的来说,干净的空气不需要花几千块,不管是在你的卧室里还是你的脸上。

跟我之前的测试一样,为了书呆子同胞们,我在帖子结尾处发布原始数据和测试方法。还有,我在其它的帖子会讨论净化器其它的方面:换滤网的长期费用,气体效果和功能。

(更多…)

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HEPA寿命测试:第170天

当我发表DIY空气净化器的“菜谱”,有很多人问我多长时间换HEPA滤网?还有一个人在《知乎》上怀疑是不是要经常换HEPA,所以就不是比贵的净化器便宜。

我当时很想给大家一个精确的数字,但是没有数据,没有科学依据。所以我拿了一片新的HEPA,然后开始每天用,每天测试效果。到现在,已经完成了170天!

测试方法

我测试聪明空气的DIY 1.0聪明空气的HEPA滤网。测试在北京的12.3m2的卧室。每天睡觉的时候开着净化器,用了激光空气测试仪算减少百分之多少0.5微米和以上的颗粒。

如果光看某一天,效果会不一样,所以我算了每10天的平均效果。下面的图是当中一天的效果例图:

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结果

到第100天,效果降低了大概4%。到第140天,效果降低了5-10%。

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结论

在这个真实的北京空气的环境中,聪明空气的HEPA的全效持续了100天,大概每天8个小时(总共729个小时)。如果想保证HEPA的全效,应该每100天换一次滤网。如果不介意效果降低4%,可以用140天(1,028个小时)。

大家可以看自己每天用几个小时然后用这个小时总数算自己换算HEPA的使用时间。

我们还继续这个测试,一直到HEPA完全失效。

为了其他的书呆子同胞们,我在下发布原始数据测试方法的细节