【连载】从今天开始,过滤PM2.5吧
novakon2015/11/19极客DIY IP:广东
我是广州人。以前曾有过新广州人旧广州人之说,对外地来穗人员及其后代称为新广州人,体现的是原住民的优越感。然而这份优越感并不值得自豪;如果你是广州原住民,有很大几率你或者你的家人正在加州。洛杉矶的其中一门常用语言是广州话。
没有人想要回来——广州的空气实在是太差了。前段时间我离开了黄埔农业大学(化名),来到了东圃的莲溪村,在城中村内的小楼里开始了我的创业之旅。这里空气很不好——虽然和体育西比可能差不了多少——由于毗邻鱼珠码头,每天从黄埔大道经过的几万辆货柜车,以及三溪上千家红木加工作坊,让这个村子永远弥漫着早已令人司空见惯、分辨不出的气味。
我所在的小楼有8层,7层是半露天的,只要一天功夫,东西上面就全落满了厚厚的一层灰——这还是好的,pm2.5的重要特性就是它肉眼不可见,而且不会落下来,只会弥漫在空中,直到被吸入肺里。由于肉眼不可见,大部分情况下我们选择了忽视。即便这个城市每天日落时,地平线没有一天不是被染成了灰色;即便敏感如我,也是在这个问题已经发展10年后,才想起来写这个帖子。
让我们开始吧。要过滤PM2.5,首先映入眼帘的是HEPA滤网。HEPA是老美定的标准,表示对PM0.3达到三个九的过滤能力。常用的是一种纤维膜,人工合成的细纤维层层地叠在一起,这样的结构能微微透气(但产生很高的压降,典型为100-200pa),同时把PM0.3及以上的微粒拦截下来。在淘宝搜索hepa,会看到大量的空气净化器滤芯:其实用的就是它。举个例子,CPU工厂的超洁净空气就是用HEPA膜实现的。
但是这些空气净化器都有点贵,普遍在300-900之间,其实里面就一个风扇,加上HEPA膜。为此,几位热爱故乡空气同时想钱想疯了的北京籍国际友人付出了艰苦卓绝的努力,并得出了结论:就用风扇!(请务必搜索smartair,他们的网站对这一议题进行了详细的概括,兼有定量分析。我十分佩服老外的文案,那中文写得太好了。)
所以——所以因为不想让smartair的老外赚我的钱,我在淘宝买了30包邮的HEPA滤网,并且找到了一个陪伴我多年的江氏风扇:


20151117_231739.jpg


为了保证效果,将风扇正面突起的部件拆掉了,以让滤网较好贴合风扇,避免漏风。
由于这个风扇年久失修,调到最大档仍然转速很低风量很小,因此在覆盖HEPA之后,根本没有风;只有把鼻子贴上去,能感到有空气从滤网中流出,一丝凉意,仅此而已。我下一步准备换掉这个风扇,用更猛的装备,但在这之前先开着它吧。


我总是在工作台旁边的沙发上过夜,每天早晨起来必然是嗓子沙哑,呼吸不畅,需要喝水或者吐痰,这个状况已经持续了5年了(包括以前在家睡觉的时候)——不过今天有些意外——由于彻夜开着江氏净化器,今天居然没有了这种感觉。呼吸极为顺畅,似乎并没有睡过一觉似的。这在污染严重的三溪是不可想象的。(当然这里要强调一下,广州市区内的其他地方污染也很严重,和三溪没有本质上的区别。)


第一天之后的滤网:


20151118_213311.jpg



难以想象,即便是如此小的风量,也能在第一天就从正面看出明显的微粒堆积。
将它带回家睡了一觉,一早起来发现,喉咙仍然没有任何问题。这在以往简直是难以想象的。房间里的那股灰尘味也没有了。

[修改于 8年5个月前 - 2015/11/22 17:09:28]

来自:综合交流区 / 极客DIY
26
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~~空空如也
novakon 作者
8年5个月前 IP:广东
797761
几个待定事项:
1 产生更大风压的风扇
2 加更复杂的前级过滤,增加HEPA寿命。老外工程师说,如果做好前级过滤,hepa可以用十年——我觉得在中国,这个数字可以打1折。
3 pm2.5监测计,实现自动停机功能。

4 便携式:
0__7aa75e7db287af0.jpg
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【四方】
8年5个月前 IP:上海
797773
一开窗就白费了。。。QAQ
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/question/21951887



ps:有人测试了。。
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rudolf
8年5个月前 IP:天津
797776
可以试试小直径大风压的风扇配大面积的滤膜,两者连接的地方密封好。
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novakon作者
8年5个月前 IP:广东
797789
风量是决定性的因素:哪怕只要房间门开一条缝,江氏风扇就无法成功地实现它的既定目的了,因为房间门上的一条缝,带来的气体交换,可以顶10个江氏风扇的风量。参考了知乎上某BlueAir官方打手对SmartAir如同六四一般的清扫之后,我决定要找一款比灿坤8103在安装HEPA后实现更大风量同时更便宜的风扇。当然,这时就必须忽略功耗和噪音了。



经过调查,买了一款300mm的轴流风机,300FZY6-D。不要说我做广告,我不生产这东西,家里很不幸也没有亲戚生产这东西。


QQ20151119-0@2x.png



静压曲线暂无,正在联系卖家获取。350直径同款风速为0时静压在1000pa左右(如果标注无误),250直径同款风速为0时静压在250pa左右。这方面我没有设备作定量分析,只能做定性分析了。
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a403564804
8年5个月前 IP:吉林
797870
江氏风扇  蛤蛤蛤蛤
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novakon作者
8年5个月前 IP:江西
798128
20151121_164903.jpg 20151121_164841.jpg


这是夏普的GP2Y1010尘埃传感器,原理简单,价格便宜,缺点是输出抖得厉害(因为灰尘总是不均匀分布的),需要后期大量滤波处理。


20151121_180600.jpg


最开始是开窗,然后关窗点烟。烟靠近传感器时会爆表。室内平均颗粒水平提高很多。最后开窗,读数恢复。


QQ截图20151121180725.jpg


今天广州的PM2.5含量尚算可以接受,但天际线的灰霾仍然是可见的。
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novakon作者
8年5个月前 IP:江西
798259
夏普传感器的PDF,一种是自带单片机和串口输出的,一种是你自己配单片机才能工作的。我在试过后一种之后,建议大家买前一种,可以拿条串口线直接接电脑,方便很多。




attachment icon gp2y1010au_e.pdf 154.92KB PDF 32次下载 预览
attachment icon GP2Y1051.pdf 432.04KB PDF 75次下载 预览
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novakon作者
8年5个月前 IP:江西
798260
1448170849670.jpg


20151122_133911.jpg


160W的风扇,你们感受下。
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novakon作者
8年5个月前 修改于 8年5个月前 IP:广东
798330
将160W风扇装上HEPA,可以明显感觉到从滤网吹出的风。

20151123_000836.jpg


上图是堵出风口,下图是堵入风口:


20151123_002256.jpg


由于满功率工作时的风声实在是太暴力了,使用了交流调速器。
经过进一步的调研(包括咨询几位资深折腾专家)之后,我得到的结论是,该轴流风机不是很适合用于空气过滤。
1.叶片稀疏利于在开放工作时产生高风速,但不利于在被HEPA滤网堵出风口时产生高风压。用于空气过滤,整体效率不如离心(涡轮)风机。
2.铁质叶片(其实就是薄铁皮焊在外转子上)边缘切割空气产生大量噪音。满功率72dB绝非徒有虚名。
3.铁皮壳体软,共振频率较低,低速运转时壳体振动严重。
4.单相感应电机效率低,烫。

其实风量还是挺大的,至少比江氏风扇要强50倍。就是比较吵,开到满功率有点像家里搬到了白云机场。

正好这两天广州PM2.5回落,不急,继续采购风机。
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novakon作者
8年5个月前 IP:广东
798370
今天的广州是一片蓝天,PM2.5下降到22ug/m^3左右。但是在对待数据的逻辑上,各国政府展现了风格迥异的一面。
下面这张图是国内网站XXXXXXX给出的数据。PM2.5平均值22左右。
全市AQI(空气质量指数)打分是39,优秀。
QQ20151123-1@2x.png


这个是广州市环保部门给出的数据,下面这个图是PM10的数据。
QQ20151123-2@2x.png


下面是PM2.5数据,24微克,跟XXXXXXX给出的测量值是一样的,这应该是因为数据源一样。
针对PM2.5单项打分给出的AQI是34.


QQ20151123-4@2x.png



全市整体AQI评分是40,优秀。


QQ20151123-3@2x.png


再来看看帝国主义的领事馆:当前的PM2.5测量值是22,和本地部门给出的测量值基本一致(包括历史测量值也基本一致),说明美国人没有搞卑鄙的伎俩。
但是给出的AQI评分却很高,72分。
QQ20151123-0@2x.png


当然,我们和美国有不同的公式,有不同的比例,但有一点是值得注意的,就是我们和美国都把AQI<50作为优秀,把50<AQI<100作为良好。这是十分讽刺的一点,就好像两张试卷总分不同,却按照相同的分数标准评定等级一样。在美国人眼里我们天天都是空气质量良好;在我们自己眼里每天都是优秀。
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肥耗子1988
8年5个月前 IP:广东
798382
可否将装置改为其他形状呢?例如将HEPA做成通风管吊天花板(长方体)在一侧装风扇加压过滤,增加透风量,降低风机噪音呢?另外空气中污染物pm2.5只是其中一部分,其他大颗粒会更快堵塞HEPA吧,建议加个可拆洗的初级过滤网,延长HEPA使用寿命
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novakon作者
8年5个月前 IP:广东
798384
为了更好地体现22ug/m^3是怎样的污染水平,提供今天下午4点半左右拍摄的照片若干。市内平均AQI和PM2.5基本不变,小蛮腰(珠江新城)(帝国主义领事馆)20ug,体育西32ug。拍摄地点是五山。


C360_2015-11-23-16-35-38-189.jpg


下图:反方向,岑村,火炉山和其他一些乱七八糟的山
C360_2015-11-23-16-35-17-435.jpg


西南方向。
C360_2015-11-23-16-34-14-196.jpg


结论:资本主义国家的眼睛是血亮的,20ug只代表头上有蓝天,不代表空气质量好。
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novakon作者
8年5个月前 IP:广东
798385
引用 肥耗子1988:
可否将装置改为其他形状呢?例如将HEPA做成通风管吊天花板(长方体)在一侧装风扇加压过滤,增加透风量,降低风机噪音呢?另外空气中污染物pm2.5只是其中一部分,其他大颗粒会更快堵塞HEPA吧,建议加个可拆洗的初级过滤网,延长HEPA使用寿命
初效滤网是有的。在hepa背面,没有特意在照片中展示出来而已
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bg8npk
8年5个月前 IP:广东
798390
请给一个过滤网的链接

我打算把我闲置的一个空调扇用来改装成过滤器
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longgexu
8年5个月前 IP:浙江
798406
用木头打一个方形盒子,第一节纱窗,第二节汽车空滤,第三节PM2.5,轴流风机最好轴向距离长一点的好,而且可以调速的,把它装到窗户上,要保持房子内正压,少开窗户,
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novakon作者
8年5个月前 IP:江西
798460
引用 longgexu:
用木头打一个方形盒子,第一节纱窗,第二节汽车空滤,第三节PM2.5,轴流风机最好轴向距离长一点的好,而且可以调速的,把它装到窗户上,要保持房子内正压,少开窗户,
我认为,如果室外污染严重,装窗户上面会让滤网坏的快。放在室内的话,在过滤完室内污染之后就不会进一步损耗滤网了。
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novakon作者
8年5个月前 IP:广东
799406
最小风速开到今天的结果:

20151202_141519.jpg 20151202_141530.jpg 20151202_143128.jpg
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风电氢能
8年5个月前 IP:北京
799449
一直闹不明白一个问题,为什么现在设计的空气过滤器都是安装在室内的?就不能做一个类似窗式空调的结构安装在窗户上么?

将室外的新鲜空气过滤后吹入室内,增大室内气压。

然后因为室内气压高于室外,所以无论是开门还是窗户缝隙都是气流对外流通。

这样,室内的空气可以一直保持新鲜,而室外的空气进入室内先通过过滤网过滤,就不会将灰尘和PM2.5带入室内。

最好再设计一个自清洁系统,例如反向强吹风,将过滤网上的灰尘吹飞,保证空气过滤器长时间工作。

楼主看看这样是否可行?
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novakon作者
8年5个月前 IP:广东
799453
引用 风电氢能:
一直闹不明白一个问题,为什么现在设计的空气过滤器都是安装在室内的?就不能做一个类似窗式空调的结构安装在窗户上么?

将室外的新鲜空气过滤后吹入室内,增大室内气压。

然后因为室内气压高于室外,所以无论是开门还是窗户缝隙都是气流对外流通。

...
第一,从室外吹进来,显然灰尘在滤网上累积的速度更快,马上滤网就废了。第二,从室外吹风进来,对已有浮尘的稀释效果不如室内净化好。第三,您想多了,这滤网能拦住0.3微米的微粒,靠的可不是机械力,怎么吹都吹不掉的。

希望大家不要意淫,动手做做就知道了。
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风电氢能
8年5个月前 IP:北京
799455
并非YY,确实动手做就知道,但是最少应该有个指导方向。

直接过滤空气中的灰尘确实很快就能让滤网废掉,楼主有没有考虑过多层过滤?

前置几层粗滤,然后再后面排列精细滤网。(参考净水器)

粗滤可以通过反向吹风将大颗粒尘土吹飞,而精细滤网在经过前置过滤后剩余的灰尘相对较少。

另外,如果参考工业除尘的工作原理(涡轮离心机),是否可以进一步降低滤网负担呢?

不是单纯YY,只是探讨一下家庭用的能够满足换气功能的空气过滤器的可能性。
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novakon作者
8年5个月前 IP:广东
799460
引用 风电氢能:
并非YY,确实动手做就知道,但是最少应该有个指导方向。

直接过滤空气中的灰尘确实很快就能让滤网废掉,楼主有没有考虑过多层过滤?

前置几层粗滤,然后再后面排列精细滤网。(参考净水器)

粗滤可以通过反向吹风将大颗粒尘土吹飞,而精细滤网在经...
PM2.5粗滤滤不掉。实际上已经垫了粗滤,但是滤网还是黑了,而且是正面黑,这些是pm2.5被留在滤网纤维的间隙中。
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风电氢能
8年5个月前 IP:北京
799462
十分感谢楼主的说明。看来要想过滤PM2.5还得想其他办法。单独在室内解决浮尘效率太低。

也许可以考虑考虑湿法过滤。回头我再查查资料。
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novakon作者
8年5个月前 IP:广东
800296
拆了,欣赏下。
20151209_005256.jpg 20151209_005324.jpg 20151209_005342.jpg 20151209_005358.jpg
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20!Dopaminor
8年5个月前 IP:广东
800341
应该在空调系统里加一个水雾净化空气功能,夏天干燥的时候还能省点电
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小笨象
8年4个月前 IP:广东
800508
我也想自己DIY一个的。可是领导没批经费。。。
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