空气净化器性能试验舱的计量和应用

近几年来, 由于大气环境等污染引发的人们对室内空气质量的担忧, 已成为社会关注的热点问题。在此背景下，空气净化器产品及市场得以迅速发展，对于其性能的检测无疑是一项重点工作。试验舱是通过测定试验样机的洁净空气量和累积净化量来评价产品的净化性能，在生产企业和检测机构得以广泛应用，因此对试验舱的计量尤为重要。

有些检测机构将试验舱作为一种产品，仅测试其气密性和混合度，出具检测报告，这是一种不科学不合理的测试行为，不能准确可靠的对试验舱进行量值溯源。试验舱作为一种专用计量器具，应由国家法定计量机构或计量授权机构依据计量检定规程或校准规范进行量值溯源，出具检定证书或校准证书。

计量是利用技术和法制手段来实现单位统一、量值准确可靠的活动。计量工作的目的是为测量的准确提供可靠的保证，确保国家计量单位制度的统一和全国量值的准确可靠。计量为测量提供了保障，而测量促进着质量的提升。试验舱是用于测定空气净化器对空气中目标污染物去除能力的限定空间装置，是由舱体、清洁空气供给系统、温湿度控制系统、空气采样系统、污染源发生装置及数据监控系统等组成。试验舱是一种非标定制测试装置，生产厂家和检测机构对试验舱的结构和技术参数没有统一的标准，导致计量检测过程中校准项目不完整、校准方法不统一、数据处理不一致，测量结果不能准确有效的溯源。

根据工信部下发的《工业和信息化部办公厅关于印发2016年行业计量技术规范制修订计划的通知》（工信厅科[2016]146号），由中国家用电器研究院起草制定的JJF(轻工)102-2018《 空气净化器性能试验舱校准规范》，于2018 年12 月1 日正式实施。本规范明确提出了试验舱舱内尺寸、换气次数、混合度、回收率、本底浓度等计量参数的技术要求，详细讲述了计量参数的校准方法和数据处理过程，并对主要计量参数进行了不确定度评定。本规范的实施填补了空净产品试验舱性能检测的空白，进一步规范了舱体结构、校准项目、校准方法和数据处理等，为生产企业和检测机构提供了统一的评判标准，为空净产品性能检测量值溯源的准确可靠提供了保障。

图1 和图2 是根据JJF( 轻工)102-2018《空气净化器性能试验舱校准规范》设计建造的30 m³ 试验舱和3 m³ 试验舱，用于测定空气净化器对颗粒物和气态污染物的去除能力。

图1 30 m³ 试验舱

图2 3 m³ 试验舱

2.1 主要计量参数

（1）试验舱容积：试验舱内长、宽、高的乘积，其长、宽、高尺寸最大允许误差应小于±1%。试验舱的结构尺寸参见表1。

（2）试验舱内温湿度：温度最大允许误差应小于±2 ℃；湿度最大允许误差应小于±5%RH。

（3）换气次数：单位时间内由试验舱外进入到试验舱内的空气总量与舱内空气总量之比，换气次数应不大于0.05 h^-1。

（4）混合度：试验舱内空气污染物的混合程度，混合度应大于80%。

（5）回收率：一定时间内测得的试验舱内目标气态污染物的质量与进入试验舱相应气态污染物的质量的比值，回收率应不低于80%。

（6）本底浓度：使用洁净空气为载体，空载时试验舱内目标污染物的浓度。对颗粒物试验，粒径0.3 μm 以上粒子数应不大于1 000 个/L；对气态污染物试验，甲醛、甲苯、TVOC的浓度应不大于GB/T 18883—2002 《室内空气质量标准》对应限值的50%，同时要还满足颗粒物试验的要求。

2.2 校准方法

（1）尺寸：直接测量试验舱内所有长、宽、高的几何尺寸，计算测量偏差；

（2） 温湿度： 试验舱达到设定温湿度后， 稳定运行30min，用温度计和湿度计直接测量；

（3）换气次数：用二氧化碳作为示踪气体，向试验舱内注入一定量的二氧化碳，充分搅拌，待其混合均匀后，测定二氧化碳初始浓度，每5 min 采样1 次，连续采样1 h，二氧化碳的浓度随时间的变化的衰减常数即为换气次数，用式（1）表示：

式中：

c_t——在时间t 时的二氧化碳浓度，mg/ m³；

c₀——在t=0 时的二氧化碳初始浓度，mg/ m³；

K——衰减常数，h^-1；

t——时间，h。

（4）混合度：用二氧化碳作为示踪气体，持续向送风口处注入二氧化碳，使送风道二氧化碳浓度稳定为2 000 ～ 4 000mg/m3，在排风口处同时监测二氧化碳浓度，混合度（）用式（2）表示：

式中：

——混合度，%；

tn——试验舱一次换气所需要的时间（即60/N），为2h；

c_m(t )——排风口处监测的二氧化碳（CO₂）气体浓度，mg/ m³；

c(t )——完全混合情况下，排风口处二氧化碳（CO₂）浓度理论值，mg/m3；

c_inlet——送风口处的CO²浓度，mg/m³；

c₁——试验舱内在测试0 时刻的本底浓度，mg/m³；

K₀——混合度试验过程中设定的换气次数， 0.5 h^-1；

t——时间，h。

（5）回收率：向试验舱中分别通入定量的污染物（甲苯、正十二烷、四苯基环己烯），舱内理论浓度（2.0±0.2）mg/m³。污染物采用舱内直接挥发法，挥发设备的温度范围200 ～ 300 ℃，挥发的同时开启搅拌风扇，60 min 后测试污染物终止浓度，回收率用式（3）表示：

式中：

R——回收率，%；

c₂——初始理论浓度，mg/m³；

c₃——终止浓度，mg/m³。

（6）本底浓度：测试时，试验舱应密闭2h，密闭过程中要保持搅拌风扇开启状态，采样点的位置与净化器实际测试方法中测点位置保持一致，每15 min 采样一次，连续采样3 次，计算平均值。

试验舱应定期清洗，若使用频繁，应至少每周清洗一次。另外，试验舱更换测试污染物时，要提前清洗。试验舱可以通过以下方式进行清洁：移除密封圈，用碱清洁剂来清洗舱内部件和墙壁，然后用清水来冲洗，最后可以通过空调系统升温将舱体吹干或自然晾干。试验舱清洗完成后，要进行一次本底浓度测试，试验结果并满足3.1.6 的要求。

试验舱是空气净化器性能测试的专用计量器具，应依据JJF(轻工)102-2018《 空气净化器性能试验舱校准规范》的要求，对舱内尺寸、换气次数、混合度、回收率、本底浓度等计量参数进行校准。

中国家用电器研究院校准实验室（国家家用电器计量站），是经国家质量监督检验检疫总局批准设立并授权的，从事家用电器领域专业计量校准的计量机构，本中心于2009 年通过了中国合格评定国家认可委员会（CNAS）的认可，证书号为（No.CNAS L3984）。中国家用电器研究院作为JJF（轻工）102-2018《空气净化器性能试验舱校准规范》的第一起草单位，率先开展试验舱的计量校准工作，得到同行的高度认可。

参考文献

[1] JJF（轻工）102-2018 空气净化器性能试验舱校准规范[S].

[2] GB/T 18801-2015 空气净化器[S].

[3] GB/T 18883-2002 室内空气质量标准[S].