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“阴霾”之下如何健康出行一文读懂汽车新风系

发表于: 2019-11-17 

  “冬天到了,暖气热了,大风一停,雾霾就来了。”上面这句吐槽听起来可能像是一句玩笑,但对北方的朋友们而言,这却是每年冬天切实的烦恼。而大家的对策也很简单,那就是购置空气净化器,有条件的家庭还会在装修时安装一套新风系统。2019-11-04做中空玻璃门窗除了断桥铝跟塑钢

  在家安全了,在路上又怎么办呢?近年来,不少车企都抓住了消费者的这一痛点,宣传起了自家车型搭载的车内新风系统。然而,车内空气净化问题并不简单,各家车企的营销概念也令人眼花缭乱。车内的新风系统究竟怎样工作?各种净化技术究竟有何效果?本篇文章就将庖丁解牛,带您将车内新风系统看个清楚。

  其实,“新风系统”这一概念看似高级,实际上其本质就是每台车都有的“空调外循环”,只不过新风系统通过更多的配件使进入车内的空气更加洁净而已。

  早期的廉价车空调系统并没有滤芯,其外循环模式其实与打开车窗无异,都是将未经过滤的车外空气导入车内,可谓是极其朴素的真“新风”。而目前在售的车型中,早已不见这样廉价的设计。

  取而代之的是一种最简单的设计——加装空调滤芯。具体而言,就是在原本的空调风道中放置一块空调滤芯,这样一来,进入车内的空气就经过了净化。这一结构应用于目前几乎所有在售车型,也是各种更高级新风系统的基础。

  说到这里,想要进一步了解汽车新风系统在此基础上的发展,我们就需要对车外空气的主要污染物进行了解。

  提到车外空气污染物,最先被想到的当然是雾霾,既可吸入颗粒物,PM2.5和PM10。美国心脏协会提出,“PM2.5每增加10个单位,全因死亡率约上升10%,呼吸系统的死亡率由2.1%增加到3.7%。大气PM2.5对数浓度每增加1个单位,慢性阻塞性肺疾病的发生将增加1.68倍。”可见其对健康的危害还是很大的。

  应对这类污染物,目前主要采用滤网吸附技术。滤网由经特殊工艺处理、形成网状结构的塑料和玻璃纤维构成,通过一系列物理作用,将颗粒物截留在滤网表面或吸附于内部,实现空气净化。目前主流使用的是HEPA 滤网,其优点是安全无害,且过滤效率高。但HEPA滤网只能滤除悬浮颗粒,无法滤除TVOC,而TVOC正是空气中的另一类主要污染物。

  TVOC是总挥发性有机物(Total Volatile Organic Compounds)的简称,主要包括了非甲烷碳氢化合物、含氧有机化合物、卤代烃、含氮有机化合物、含硫有机化合物等几大类。大多数TVOC具有令人不适的气味,并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用。其主要来源之一是汽车尾气,堵在公路车流中的汽车极易被高浓度TVOC影响。

  为应对TVOC污染,最主流的做法是采用活性炭吸附。其原理是利用自身丰富的微孔物理结构,将污染分子吸附捕捉。其优点在于原料成本低,且可与HEPA滤网集成为复合使用,无需在新风系统内系统增加新的装置结构。缺点在于其吸附能力与其微孔孔径和结构分布直接相关,对不同分子直径的污染物无法一网打尽,并且存在脱吸附的过程。除此之外,车内的活性炭除了吸附有害物质外,还会吸附空气中其它物质,进而速饱失效。一块吸满有害物质的活性炭滤网反而会在外界空气洁净的状况下污染洁净空气。

  目前大部分车辆的新风系统便是在普通空调滤芯的基础上,换用HEPA滤网,并增加活性炭层,形成过滤能力更强的空调滤芯。这种升级版滤芯较普通滤芯能过滤直径更小的颗粒物,且可以吸附TVOC,有一定的除味功效。

  值得一提的是,由于任何滤网的单次过滤效率都不可能达到100%,所以在外界空气污染过于严重的情况下,即便是经过滤芯过滤的新风也依然会将一定的污染物带入车内。解决办法也很简单,将空调系统切换至内循环模式,多次循环过滤车内定量的空气即可保证车内空气质量达标。不过与此同时,新的问题浮现了出来——车内也会产生污染。

  进一步分析来看,车内污染主要包括汽车内饰产生的TVOC和车内人员产生的污染两类,我们先来谈汽车内饰产生的TVOC。

  随着市场对车辆内饰豪华程度要求的不断提高,汽车内饰使用的材料日益复杂多样,车内TVOC也呈现出增长态势。2019-10-3110:44无论被什么样的毒蛇咬伤,王即便新车经过了一定时间的使用,其车内新车TVOC浓度依然并不理想。有实验表明,车内TVOC浓度在前三个月可下降到50%,一年内可下降到最初的30%,之后会一直保持在最初的5~30%之间持续释放,甚至长达十年。而其危害与车外大气中的TVOC并无二致。解决这一问题的方式除了之前提及的活性炭吸附法,业界还经常采用负离子法和光触媒法。

  负离子净化方式通过使空气中的颗粒物带电,集结形成较大颗粒而沉降。负离子在电离过程中会产生少量的臭氧,可迅速杀死各种细菌、病毒、微生物。其特点是净化全面,少量的负离子对人体健康有益。但其浓度过高时会导致眩晕、心慌、恶心等不良反应,不宜在密闭小空间中长期释放使用,基本已经淘汰于汽车空气净化行业。

  光触媒技术则是在紫外线的作用下使二氧化钛激活,光触媒附近的氧气和水生成具有高催化活性的自由基,具有很强的氧化能力,催化、分解附着于物体表面的各种有机气体及部分无机物和细菌,进而达到净化室内空气的目的。此技术优势是作用持久、安全无毒、香港挂牌图不产生二次污染、对细菌等有较强的杀灭能力,是目前主流的车内空气净化技术。

  再来看车内人员产生的污染,主要有人体呼出的二氧化碳、以及真菌、细菌、病毒等微生物。光触媒方式可以很好的处理后者,对人体产生污染物中比例最大的二氧化碳去无能为力。研究显示,将二氧化碳浓度控制在0.15%以下时乘客不会感到不适。超过这一浓度后,车内人员会感到胸闷、头晕、乏力等不适反应,这一后果也会对驾驶员的安全驾驶产生不利影响。而应对过量的二氧化碳的最佳方法就是进行通风。

  谈到这里,我们能够发现一个有趣的问题,即持续引入新风产生的外部污染物过滤不尽和内循环状态下车内污染物过度积聚间的矛盾。

  目前,业界对这一问题的主流解决方案是间隔通风。部分车企仅对内循环持续开启时间进行计时,达到一定时长便切换至外循环引入新风,一段时间后切换回内循环状态。这种简单机械的自动换气虽然成本较低,但易出现过度换气和换气不及时的问题。

  更为完善的系统则在车内外设置多处传感器,对车内外的空气质量进行检测,进而通过算法智能调整通风时机和通风时常。此种办法可以最大程度保持车内空气质量,但成本较高,常见于高端车型和国产高配置车型中。

  行文至此,汽车新风系统的原理和作用已经基本介绍完毕。面对市场中各家车企的营销概念,只要探究其核心硬件,即可了解其究竟实力几何。对于已购车的车主而言,亦可以通过以上原理,自行采取措施。

  其中,最经济的方式便是在更换空调滤芯时,选购大品牌的高质量滤芯。主要考察其最小过滤直径、单次过滤效率、累积净化量三个指标,同时尽可能选择带有活性炭过滤层和抑菌纤维的产品。除此之外,车主还可以购置车内空气净化器(正文中的净化技术同样适用于空气净化器),以及长途驾驶时主动切换内外循环的方式提升车内空气质量。

  或许作为读者的您看到这里,已经觉得头昏脑涨,感叹维持车内空气质量原来如此复杂。其实不仅如此,“覆巢之下,焉有完卵”,即便采用最新技术的新风系统也只是在有限的外部条件下,尽可能提升车内空气质量。“健康呼吸”是社会各方的目标,实现这一目标也同样需要社会各方的协力。目前,污染治理的监管力度趋严,新能源汽车更新不断,社会整体能源结构也在转型。或许某一天,文章开头的那句吐槽真能变成一句古老的玩笑。

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