空气净化器滤网,放在风扇前面还是后面?

HEPA Filter Front Back Design Fan

2013年,我DIY了一个空气净化器,我把HEPA滤网放在风扇的前面。后来有很多人问我,空气净化器滤网,应该放在风扇的前面,还是后面呢?效果上有什么差别?

空气净化器里的HEPA滤网,放在风扇的前?还是后面?

Smart Air 聪明空气 DIY空气净化器

HEPA滤网和风扇的位置?

DIY 空气净化器让我踏上了一段漫长而意外的旅程。事实证明,我并不是中国唯一一个想呼吸干净空气的人,所以我创办了一家名为Smart air的小型社会企业,把这些平价的空气净化器寄给那些不想买太贵的空气净化器的人。

在过去的六年里,我们向中国各地的人们运送了4万多台,平价简单的空气净化器,我们做了成百上千的测试,来比较不同的设计,这让我想到了大家的讨论:

很多人的直觉是滤网应该放在风扇后面

在我发布了制作和测试数据的说明后,很多人都说我错了——我应该把滤网放在风扇后面!

在我的现场测试视频中,有一个比较值得思考的评论:

 

关于空气净化器滤网与风扇位置的想法

 

这位网友认为把空气从滤网吸进来要比从滤网里吹出去要好。如果让空气从积攒了灰尘的滤网中通过,再排出去,风就会把灰尘一起吹出去。

我很好奇有多少人是这样想的。当我进一步询问大家的想法时,大多数人都想不到一个好的理由,或许只是一种“感觉”吧。

 

除了“感觉”,我看到了两个比较有趣的解释:

1、滤网放在风扇后面,可以“保护”风扇(吗?)

这可能是我听过的最好的理由。是的,把滤网放在风扇后面可以防止灰尘碰到电机,并聚集在上面。我认为这是一个小的好处,虽然我还没有看到任何人真的去做测试。

2、滤网放在风扇后面,净化效果更好(吗?)

我问过几个物理学博士,他们说这没什么区别。因为进气量等于出气量。

 


但谁知道呢?也许空气流动过程中有什么我不明白的地方。

我不喜欢在没有实际测试的情况下,就用理论来证明问题,所以我做了测试。


 

我做的第一个DIY,很难把滤网放在风扇后面,因为我需要用胶带把后面的罩子围起来。这样会改变风扇的状况。

但是,很幸运的是,我测试了许多不同的风扇。

 

Smart Air 聪明空气 空气净化器滤网与风扇位置测试

 

最后我决定用这个桶状的风扇,我叫它大炮

Smart Air 聪明空气大炮DIY空气净化器

 

这是一个完美的测试,因为我可以很容易地把HEPA滤网放在这个风扇的前面或后面!

我在北京的公寓里做了20次0.5微米颗粒物的测试。

Smart Air空气净化器室内测试

我也有一个第三方实验室的实验,分别把HEPA滤网放在前面和后面,进行CADR测试。
结果呢?在这两项测试中,把HEPA滤网放在进气口的一侧,实际上效果更差!

以下是更可控的CADR测试结果:

滤网应该放在前面还是后面?

我很惊讶,我以为它们的表现会是一样的。

 

把HEPA滤网放在风扇进气口的一侧,实际效果比较差。

虽然接下来的部分我很难理解,但是很幸运的,Smart Air团队有一位航空工程师。

他注意到了一个我没有发现的细节:

Smart Air聪明空气 大炮净化器

 

风扇并不在这个「桶」的中间。而是在大约是2/3处。

据我们的工程师说,这样会让风扇和过滤器之间有更多的距离,有利于形成一个压力柱。

实话说,我并不精通物理学,所以还请各位多多指教。

但两组数据显示,把HEPA滤网放在风扇的前面,会减少颗粒物。如果风扇在这个「桶」的正中间,我们便可以假设HEPA滤网,在风扇前的效果=在风扇后的效果

 

结论:如果HEPA滤网和风扇的距离相同,在前、在后,颗粒物减少的数量应相同。

 

输入-输出测试

我认为这是一个表现我是如何摸索着设计出一个好产品的,很好的例子。

我对气流动力学了解的不多,但在选择这个设置之前,我做了很多输入、输出的测试。换句话说,我不知道风扇内部发生了什么,但我测试了不同的风扇,测量了我关心的输出(减少颗粒物),这让我有了一个好的设计——尽管我当时无法解释为什么。

 

猜测:紊流气流能解释为什么“优先过滤”是最差的吗?

现在我们还不能100%确定,但是根据对导叶的研究,在风扇前放置一个滤网会使进入风扇的空气产生湍流。

导叶

使风机在紊流(与层流相反)中工作有两个后果:

1、风扇的效率降低。

2、风扇会更吵。

然而,我们不知道这种影响是不是很大。

把过滤器放在风扇后面代表着,来自风扇的湍流空气会进入HEPA滤网。

但我们还不确定这对滤网的效果是否会有所影响。

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