空气净化器测试方法(详解空气净化器实验细则)

近年来,空气污染日益严重,主要包含颗粒物、气态污染物(如:甲醛、一氧化碳、臭氧、氮氧化物等)和微生物等。这些污染物严重威胁着人类健康,造成人类各种呼吸系统、心血管系统等多种疾病的发生。2020年1月爆发的全球性新冠肺炎疫情,据悉已有将近1.1亿人确诊感染。严重的空气污染以及疫情蔓延的常态化,推动了空气净化器的使用和市场需求量。

2020年4月9日,国际电工委员会(IEC)发布了空气净化器领域的首个性能标准IEC 63086-1:2020《家用和类似用途空气净化器 性能测试方法 第1部分:通用要求》。该标准是由中国主导制定,联合美国、意大利、德国、荷兰、瑞典、英国、日本、韩国、法国等国家共同编制的空气净化器性能系列标准之一。

这一国际标准的及时发布,规范和统一了全球的空气净化器性能检测方法,为行业的健康有序发展和经济贸易带来了福音。本文将结合国内空气净化器的相关标准,对此项国际标准的主要内容进行分析。

1 标准背景

IEC 63086-1:2020是以我国国家标准GB/T 18801—2015《空气净化器》为基础,制定的空气净化器性能测试的通用要求,这一部分内容从大方向上把握这一系列标准的基本要求,为后续具体细致的测试方法奠定了基础。

2标准主要内容的分析

2.1 适用的产品范围

IEC 63086-1:2020规定空气净化器的范围为额定交流输入电压不超过250 V和直流输入电压不超过48 V的家用和类似用途电动空气净化设备,而GB/T 18801—2015《空气净化器》的范围为家用和类似用途的空气净化器。

IEC 63086-1:2020通过限定空气净化器的电压范围,来作为标准的适用范围,与GB/T 18801—2015的范围相比,虽然缩小了,但是对于标准的使用方来说,可以更加清晰地判断具体的某一款空气净化器是否适用于此项标准,规避了国际贸易中技术上的壁垒。

2.2 术语和定义

2.2.1 新增的术语和定义

随着科技进步、涌现的新型产品种类越来越多,空气净化机器人、新风空气净化器就是其中两种较新型的空气净化器,IEC 63086-1:2020中给出了明确的定义。在接下来后续的系列标准中,也会给出这两类空气净化器性能测试方法。IEC 63086系列标准紧跟技术发展潮流,标准的可应用性高,为新型产品的问世和全面推广提供技术支撑。

2.2.2 互认的定义

目标污染物、CADR的定义与GB/T 18801—2015中一致。目标污染物包括3大类:颗粒物、气态污染物和微生物;通过对总衰减率和试验舱容积进行计算所得出的DUT(Device under test,被测样机)提供的清洁空气流量为CADR(Clean air delivery rate,洁净空气量)。

CADR值是衡量空气净化器最关键的性能指标,用特定目标污染物来考核。这两项术语的认可,也反映了国际专家对我国制定的空气净化器性能试验方法的认可,巩固了中国作为后续标准制定的主导地位。

2.2.3 运行模式定义

自动运行模式、手动运行模式、最高性能运行模式3项定义,明确了后续试验方法的试验条件。

自动模式也叫智能模式,在CADR测试时,自动模式会变换档位,拟合度难以保证,因此后续可能会针对自动模式提出新的评价指标。此外,自动模式的输入功率、噪声的测试方法,也是一项复杂的难题。

2.3 分类

根据净化原理和安装方式,IEC 63086-1:2020增加了空气净化器的分类。

根据净化原理分为:机械过滤类、物理和/或化学吸附类、化学催化类、静电过滤类、光催化类、等离子体类、臭氧产生类、羟基生成类;根据制造商提供的安装方式分为:落地式、桌面式、壁挂式、直插式、吊顶式、车载便携式、机器人型、新风型。

这些型式包含了当今主流的空气净化器种类,对标准的适用范围进一步给出了解释。后续的试验方法,也会根据不同的型式给出相应的试验方法要求。

2.4 试验条件、仪器和设备

IEC 63086-1:2020规定了空气净化器性能测试的试验条件、仪器和设备。

各国之间都达成一致采用试验模拟舱进行性能测试,与GB/T 18801—2015中测试方法基本相同。IEC 63086-1:2020给出了比较详细的测试要求,比如:数值修约的位数;试验电压和频率的波动范围;试验过程中如使用额外样品或替换零件,应记录在报告中;试验仪器的精度要求;30 m3试验舱的建造要求和示意图。

同等的试验条件和水平下进行测试,避免了国际间试验数据差异过大的问题,降低了产品进出口检验的成本。

2.5 30 m3试验舱建造要求

IEC 63086-1:2020和GB/T 18801—2015中关于30 m3试验舱的建造要求分别如表1、表2所示。

通过对比发现,IEC 63086-1:2020对于30 m3试验舱的要求更加详细,能够在不同的国家和地域进行复制。对试验舱中搅拌风扇和循环风扇的空气流速以及安装位置,都有详细的规定。IEC标准中对试验舱的泄漏率与GB/T 18801—2015要求一致,小于每小时0.05次,但对混合度的要求由80%提高至95%。这是由于提高了循环风扇的风量(从500~700 m3/h提高至700~800 m3/h)达到的。泄漏率、混合度的测试都是以CO2作为示踪气体。试验舱泄漏率越小,混合度越高,则能保证试验舱内目标污染物浓度的均匀性,对于计算CADR值的准确度和可重复性具有重要意义。

表1 IEC 30 m3试验舱建造要求

(翻译自IEC 63086-1:2020)

空气净化器测试方法(详解空气净化器实验细则)

表2 国标30 m3试验舱建造要求

2.6 能效

作为家用电器,能效是一项运行成本的考核指标。空气净化器的能效指的是最高性能运行模式下的能效,为CADR与输入功率的比值。对于带有净化功能的空调器、除湿机、新风机等家电产品,能效测试应在只开启净化功能的模式下进行。自动运行模式及空气净化机器人由于其复杂性,能效的测试方法尚在讨论中。

2.7 待机功率

IEC 63086-1:2020中待机功率的测试方法只提到了引用标准:IEC 62301:2011《家用和类似用途电动器具待机功率的测试方法》,没有给出“待机”的定义。而空气净化器带有各种传感器、WiFi等会直接影响到待机功率。GB 36893—2018《空气净化器能效限定值及能效等级》则给出了清晰的定义:提供指令等待(包括重启动),可以同时具有信息或状态显示(包括时钟)、通讯协议等功能,而未提供任何污染物净化功能的状态。此外,GB 36893—2018对于待机功率的限值,给出了区分:仅提供指令等待,待机功率不超过1.0 W;包含其他功能,待机功率不高于2.0 W。这一限值要求,符合当今产品的实际情况,避免了“一刀切”。

希望IEC 63086后续的试验方法中能将“待机”的含义给出,提供更加细致清晰的检测方法,而不是一味地引用标准。

3 结束语

IEC 63086-1:2020是空气净化器领域性能标准的第一项国际标准,在全球抗击新冠肺炎疫情的新形势下,该项标准的发布,将是一个很好的开端,为后续颗粒物(SWG1)、气态污染物(SWG2)、微生物(SWG3)、自动模式(SWG4)、能效(SWG5)、新风机(SWG6)、车载净化器(SWG7)、机器人净化器(SWG9)、寿命(SWG10)、噪声(SWG11)、臭氧去除(SWG12)等12个子工作组的标准制定奠定了基础。其中,SWG8是循环比对工作组,不属于具体技术领域。

掌握国际标准制定权能为企业破解各种技术贸易壁垒提供一大“利器”,也是中国造真正走向世界的“通行证”。

本文选自《制冷与空调》2021年9月刊7-9,90页

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