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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。

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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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DIY Compared to Expensive Filters

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.

UPDATE:

I now have directly comparable data with the DIYs, Blue Air, and Philips: Direct comparison tests.

In earlier posts (1, 2), I showed that you can make an effective DIY air purifier to clean Chinese air pollution out of your home air. But just because the DIY filter is effective doesn’t mean it’s as effective as the Ferrari filters. How effective is the DIY filter compared to the expensive filters?

I’ll attempt to answer this question from several angles in different posts. Here’s one method: comparisons with the published data from the blog of the Beijing doctor Dr. Saint Cyr (which was an original inspiration for me that air purifiers could actually reduce air pollution). He ran tests of an 11,000 RMB IQ Air and a 6,000 RMB Blue Air. I used the same calculation of effectiveness and compared his results for the pricey machines with tests of my DIY purifier. Here are the results:

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To make the comparisons more precise, I compared my filter results only to the tests he reports from the IQ Air and Blue Air on max power in his smaller room.

Dr. Saint Cyr calculated reductions based on outside air quality, which I do not think is the best method. I think it makes more sense to calculate reductions based on the room air before and after using the filter because my room air is significantly cleaner than outside air, even before using the filter (more on that later). But to make the data comparable, I calculated effectiveness using Dr. Saint Cyr’s method.

Now, the comparisons aren’t perfect. Dr. Saint Cyr’s smaller room is still 6.5 meters larger than mine. He also doesn’t say how long he ran his filters and whether the doors were closed. My tests were with the doors closed and overnight, so the filter had several hours to run.

(Update: via email Dr. Saint Cyr said his tests were with doors closed and testing times of 1 hour+.)

But even if the difference in room size bumps mine down 5% and the others up 5%, that would mean 11,000 RMB and 166 RMB get you similar results. To illustrate that, I calculated a graph of how much you’re paying for each percentage reduction in air pollution:

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Of course, the ideal test would use all three filters in the same room with the same particle counter. To that end, I will hopefully get the chance to borrow a friend’s Panasonic filter and test it in my home. I’ll post those results when I get them.

Conclusion: Although the comparisons are imperfect, they show that a DIY filter is at least roughly comparable to expensive filters at a far lower cost. This illustrates my larger point: all you really need to combat particulate air pollution is a HEPA filter. In fact, Dr. Saint Cyr found the same thing in his tests of a much simpler Hunter brand HEPA filter. In a room with the doors closed, his HEPA got 91% of the pollution–similar to what I found.

For data nerds like me, I’m posting more details on my data and methods here:

Test Details:

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