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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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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。

(更多…)

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!

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常见的净化器有几种?

我写这个博客是给关心空气污染的人。买净化器的人有不同的原因,比如说,有的人对花粉、宠物毛发过敏,或者有哮喘症。但就我在中国生活的时候,我最担心的是空气污染。所以,这篇博文对空气净化器的评估只关注它们去除空气中可吸入颗粒物的能力。

1. UV紫外线

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这类净化器的主要功能是除菌。而我更担心的问题是空气中的颗粒污染。所以这类净化器并不对我胃口。然而,客观第三方结构《消费者报告》说,许多UV紫外线空气净化器其实连空气中的细菌都不能有效去除:

美国环保局调查显示,内置UV紫外线的空气净化器并不能有效去除空气中的细菌与霉菌。原因在于,紫外线光照通常不能与空气中的细菌、霉菌接触足够长的时间,以达到灭菌效果。

结论:UV紫外线不是我需要的。

2. 活性炭

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活性炭的确有过滤功效:空气中某些含“碳”的化学物质、有机物能与活性炭相互作用,从而被去除。颗粒污染当中,活性炭能消除一部分,但是很多颗粒跟活性炭没有反应。所以这类滤网也不能解决我的问题。

活性炭能很好地过滤含碳杂质(也就是有机物)以及氯化物。而对比如含钠、氮这类杂质,活性炭就不那么有效了。这类杂质可以畅通无阻地穿过活性炭滤网,丝毫不会减少。(Howstuffworks

结论:活性炭净化器虽然能消除一部分空气污染(还有一部分能与碳发生作用的有害气体),但对颗粒污染并不那么有效。所以,如果只靠活性炭来去除空气中的颗粒污染并不可行。

3. 静电

静电的净化器用正负电荷吸引空中的颗粒。静电能够使颗粒物吸附在一个金属板子上。好处是可以清洗滤板,延长滤网使用寿命,长期下来就节省了更换滤网的成本。

有的净化器里面用静电,但也有很多知名品牌(比如Blue Air,IQ Air)不用静电。我猜是因为静电还会产生臭氧而臭氧对人体有害,会刺激呼吸道和减少抵抗力。同时,静电滤网还需要花更多的时间维修和清洗,所以美国的《消费者报告》(Consumer Reports)建议不要买带静电的净化器

4. HEPA滤网过滤器

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HEPA能解决我担心的问题。“HEPA”这个名字听上去高大上,但它其实只是一个业界标准。HEPA表示这个滤网能去除99%直径0.3微米及以上的可吸入颗粒物(HEPA也能去除直径小于0.3微米的颗粒;0.3微米只是测试HEPA的标准大小)。所以,HEPA净化器能去除绝大部分颗粒污染,包括大家熟悉的PM2.5。

其实,HEPA净化器并非什么高科技,它的工作原理非常简单:空气中的颗粒通过滤网时,会被卡在滤网的“玻璃纤维”间。其实,如果你家里有吸尘器,里面八成也有HEPA滤网。超市的吸尘器要几千块吗?在美国亚马逊网上,十几美金就能买一个。

像市面上常见的IQ Air和Blue Air这些空气净化器,里面都有HEPA滤网。不过他们给自己的HEPA取了一些高大上的名字(比如“Hyper HEPA”),然后要价上千块。相比DIY,那些净化器或许寿命更长一点、可能能过滤更细小的颗粒,但我觉得,不至于在它们身上“一掷千金”。

结论:如果你担心空气中颗粒污染对健康的危害,那HEPA净化器就能满足需求。而且我们完全不用花七八千块钱买空气净化器。DIY自己的净化器只要166块。

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Are All DIYs the Same? Poor Results from 还我蓝天

对不起,此内容只适用于美式英文。 For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

When I did my first experiments, several people told me not to publish the data. “Don’t give it away for free,” they told me. “Use it to make money!” I decided then that my main goal wasn’t to make money. I almost got tricked into paying $1,000 for clean air, and I wanted to help people avoid getting tricked too, so I published the data anyway.

Of course, publishing the instructions online has made it easy for people to copy the idea. 还我蓝天 (Huanwo Lantian) was one of the first to follow in our footsteps, selling a DIY filter a few months back. They even use a screen capture of Gus’s appearance on Chinese TV on their shop:

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I was curious to see how their filter works, so I decided to order one off of Taobao and put it to the test.

Now I’m in an awkward position because I found that their HEPA was not working nearly as well as my Smart Air HEPAs. It’s awkward because, if I publish the data, will people think I’m just trying to attack a competitor?

In the end, I think it’s better to publish the results and be honest about my conflict of interest. At the very least, I think people have an interest in knowing how well other DIYs work–especially when some of those websites use graphs that are lifted from my site, which can mislead people into thinking the test results are from their machines.

And as always, I’m publishing my raw data and testing methods at the end of this post, so fellow nerds can replicate my studies.

Method: My collaborator Anna used the same methods as our earlier tests in her 15m2 room. Anna did five overnight tests with the same Dylos Pro particle counter, and I calculated effectiveness as the percent reduction of particles in the room air, averaging the last three hours (more info). Then I compared the results to my earlier tests in the same room.

Here’s what I found:

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Results: The 还我蓝天 DIY removed 21% fewer particles 0.5 microns and above and 11% less 2.5 micron particles than the Original.

Is it the fan? The 还我蓝天 fan is slightly smaller than the Smart Air Original, so one explanation could be that the 还我蓝天 fan is just moving less air. Anna tested that by strapping the 还我蓝天 HEPA onto our Original fan.

Here’s what I found:

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Result: There wasn’t much difference. With the new fan, it was getting 4% more 0.5 micron particles and 2% less 2.5 micron particles. Thus, the fan doesn’t seem to be the reason.

Is it the HEPA? The second possibility is that the 还我蓝天 HEPA isn’t as good. Anna tested the HEPA by doing air outlet tests with a Met One GT-521, which measures down to 0.3 microns. Anna tested the air coming out of the HEPA for 10 seconds, and I averaged the results from three tests. (More details at the end of the post.)

Here’s what I found:

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Results: The 还我蓝天 HEPA performed worse, about 7% lower than the HEPA standard. The major source of the 还我蓝天’s poor performance seems to be the quality of the filter.

Conclusion: In room tests, the 还我蓝天 DIY removes about 21% fewer particles than the Original DIY, and the data suggests that the reason is that 还我蓝天 HEPA is lower quality.

Now, don’t get me wrong. The 还我蓝天 DIY is making the room air cleaner. I’d rather have a 还我蓝天 than nothing. But the results show that this DIY copycat is cutting corners by using cheap HEPAs.

As always, I’m posting the raw data and more detail on the methods for fellow nerds.

(更多…)

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聪明空气HEPA滤网能用多久?寿命测试第90天

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使用过90天的HEPA

最近经常有人问我:HEPA滤网能用多长时间?

这个问题很重要因为,长期来说,换HEPA滤网是最大的费用。比如说,一套IQ Air的滤网要3000多块聪明空气的HEPA只要80块,但是如果要每两个星期换一次HEPA,还是会花不少钱。

大的过滤公司简单的答案有问题?

在此之前,我一直没有回答这个问题,因为我想用数据来回答这个问题。很多过滤公司光说一个数字(一般6个月),但是他们没有说明得出这个数字是在欧洲还是中国的空气质量环境中。 如果在瑞典能用6个月,那在中国应该用不了6个月。怎么办?

 

还有一个问题是大的过滤公司没说这个6个月是每天24小时用吗?还是每天8个小时?

以数据得到的答案

为了得到一个更具体的答案,我觉得最好的方式是买一个新的HEPA,然后每天测试它的效果。这样我们可以看过了多久效果开始降低。

 

方法

我的合伙人Gus每天开一台聪明空气的DIY 1.0聪明空气的HEPA,每天在他的12.3m²卧室测试效果。

结果Gus刚刚完成第90天的测试。HEPA对0.5微米的效果仍然跟我原来的测试效果一样:

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结论

数据表明聪明空气的HEPA至少能用90天,而且效果没降低。再过90天我们看看效果怎么样!

 

算自己的使用期

到第90天,Gus一共开了净化器660小时,平均每天7.33小时。我们完成测试之后,你可以按你每天几个小时开净化器算自己的具体HEPA寿命。

为了其他书呆子同胞们,我在下面写了更详细的实验方法和原始数据。

(更多…)

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DIY HEPA Filter over Time

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Does the DIY air purifier work? Test results (1, 2) give a conclusive answer, but this series of pictures gives a visceral answer. I took a picture of the HEPA about every seven days for four weeks. Glad that black gunk’s not stuck in my lungs instead.

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In static form, here’s Week 0 and Week 5:

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