[小二訪EP.2] CADR是怎麼測出來的 ? ─有請元山家電來示範
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[小二訪EP.2] CADR是怎麼測出來的 ? ─有請元山家電來示範

CADR是空氣清淨機的核心指標之一,甚至當資訊極有限的時候,直接拿來當唯一指標都不是不行(當然可以的話還是多看幾個重要指標),因為這個指標的意義就是描述

開啟機器對於空間內污染的稀釋,相當於倒入多少完全不含該污染的空氣

短短一句話資訊含量非常多,裡面重點有幾個,且聽小二道來:

  • 使用空氣清淨機無法讓室內空氣污染變成0,污染濃度就好像被稀釋一樣,頂多只會下降到很低,但不會變0
  • 同一台機器對於不同污染的CADR會不一樣
  • CADR並不是單純過濾率*風量,而是一個等價的概念

1.使用空氣清淨機無法讓室內污染變成0

這概念很容易理解,因為現實世界室內不可能完美密閉,所以室外污染會進入,室內也會產生污染,所以濃度只可能動態變低而不可能變成0。這背後的意義是即使你用了IQair、克立淨這種做工細緻可以出風口PM0.3=0的機器,室內仍然無法為0,這也是CADR比起過濾率更重要的原因

2.同一台機器對於不同污染的CADR會不一樣

以CADR的倡議發起AHAM來說,對於CADR就會進行三種不同的測試,香菸煙霧、灰塵、花粉,而像是氣體汙染物如甲醛等自然也會有另一個對應的CADR,簡單來說一台對PM2.5高效的機器不代表對於甲醛也相同高效

3.CADR並不是單純過濾率*風量,而是一個等價的概念,用來描述污染可以下降的多快

很多廠商不願意標示機器的CADR,甚至自稱CADR的概念不適用自己的機器,舉例來說純離子類的機器會說自己沒有濾網所以不能這樣算,這就是犯了把CADR誤當成濾網過濾率*風量的毛病,小二只能說這完全是誤會

任何機器只要敢說自己能夠處理PM2.5,就絕對有一個對應的CADR。不敢講很可能是因為數字小到不能看XD

小二也不空口說白話,直接就帶各位客倌參觀一下國產品牌元山的廠區看一下CADR是怎麼測出來的!

元山:少數台灣本土仍致力自產的家電廠

元山是老牌的台灣本土家電廠商,已經有30年歷史,最早就是做電風扇起家的,目前主力是水以及風機的相關產品,但因為比較多生意是來自於代工,所以一直以來消費者對於他們的印象大概都停留在開飲機而已,但其實很多本土品牌甚至一些日本、歐美品牌的機器都是他們家作的,ODM或是OEM也都有。

有一些本土品牌其實已經改變模式變成挑品貼牌引回台灣來賣,這不能怪他們,畢竟台灣本地的市場規模就是這個水準,自己投產光開一個型號的模具就幾百萬沒了,攤提下去根本無利可圖,甚至銷售價格上也難以與中國產品競爭,所以像是電子鍋、熱水瓶等品類在台灣根本已經沒人在做了,而元山算是少數在台灣還有一些品類比較完整產線生產的廠商(高雄、彰化、台南)

而小二這次去參訪的就是他們在高雄仁武的廠區,話也不多說,一開始就帶大家直衝CADR的測試lab (外觀很有回到學生時代的fu),

其實蓋這樣一間lab很花錢,按照元山的說法當初找工研院輔導建置、採買各項設備、顧問費等加一加花了快1,000萬,而之所以作這樣的投資是因為它們本身是製造商,總不能每次產品改一版就送一次工研院檢測,因為檢測費還是其次,每次排測都要等個2-3週真的很擔誤開發時程。

對於這點小二自己也很有體會,當初要送測小漢堡找了老半天,只有一家工研院報價測一次17,000,因為只是單次送測所以還得慢慢等,最後想說為了有機會測CCM而選擇送廣微測花了快10,000,但也等了一個月才拿到報告XD

而一間標準的CADR測試室大小是30m^3,除了整個室內要能夠密封起來之外,也要作到每次測試時都是定溫定濕,此外裡面還有幾個關鍵的測試要素:

發菸器,元山這間lab單純是針對煙霧做CADR檢測,而為了確保每次投入的污染量都是固定的,就需要把菸點燃後用一個發菸器導入測試的實驗艙中,

當然香菸也是遵照AHAM的指定用菸,順帶一提日本的JEM1467使用的是七星,中國GB/T 18801-2015使用的是紅塔山香菸,都很有國家特色(?)

外面的發菸器就從圈起來這邊把煙霧送進來實驗艙中,同時也會搭配吊扇運轉去均勻混合,避免室內濃度不均影響測試品質

確定混合均勻後,就會用這台微粒計數器來計算單位空氣中有多少固體微粒,像小二自己是用Dylos的DC1100 pro,一台大概1萬多,元山這種實驗室在用的,價格自然是高上幾十倍不止,還需要定期送去校準才能確保每次測試的讀數精準。

這次去小二直接跪求他們幫忙現場模擬測試一台,所以直接拿了一台sample機出來當測試

最後這就是測試出來的結果,為了讓客倌們更清楚,小二就來簡單說明一下當煙霧投入後混勻開始開機後的測試流程:

  • 投入煙霧並均勻混合後,每分鐘記錄一次微粒顆粒數,連續紀錄15分鐘
  • 比對開了機器跟什麼都不做,單純讓污染自然沉降的速率差異
  • 透過數學方程去計算對應的CADR,而範例這台機器算出來CADR就是約387cfm

看到了嗎?因為自然沉降與使用機器所導致室內汙染下降的速度不一樣,產生了兩條不同的下降曲線,而這兩條線15分鐘後的差異就是CADR

所以不管廠商賣的清淨機的清淨原理是什麼,用濾網還是靜電集塵,是負離子還是發正念,只要宣稱可以降低PM2.5,就一定可以透過同樣的測試得出CADR的數值

大多數的機器都可透過這個測試得出一個相對準的數字,只有兩類機器除外:

  • 機器CADR極高:例如顆粒數在開啟的第5分鐘就觸底了,這樣機器就會因為取15分鐘的值而顯著低估,通常機器CADR超過765m^3/h就超過測出範圍了,而這類機器按照AHAM的標示,不管實際CADR是1,000還是10,000都只能標>450cfm。像這種要有效測試,就是要將測試時長縮短,並增加取值密度,例如每10秒取一次值,連續取5分鐘等,但因為這樣子的修改就不符合原本的標準測試法,所以很少有廠商會特地去做。
  • 機器CADR極低:低到跟自然沉降差距不太明顯,這種情況下估算出來的CADR當然會很不準,因為每次測試都難免有一些誤差,而這個誤差可能佔機器真實CADR的比例很高。舉個例,一台機器真實CADR是400,測出來410代表誤差是2.5%;真實CADR是20,測出來30代表誤差是50%…XD

所以你看到很多機器沒敢標示CADR的,大概就知道是怎麼一回事了(遠目)

清淨機的核心是風機,風機的厲害在於能克服強大阻力(又不能太吵)

因為是小二特地跑到高雄參觀,元山也很熱心的讓小二順便偷看一些其他的檢測環節,其中一項就是對風機使用的風洞測試

 

大家都知道清淨機的核心之一就是風機,因為HEPA濾網為了要達到很好的過濾效果,導致風阻也相當高,可能動輒達到60-70Pa的水準,一般電風扇碰到這種濾網是幾乎無法將空氣送過的,所以清淨機需要使用離心的風機,而不同等級風機的處理能力也不相同,這種時候就需要這樣子的測試環境去調校,一個典型的風機曲線測出來大概就會長成這樣,可以看到在不同阻力下機器能提供的風通量 (範例是德國大廠EBM的其中一個產品規格圖)

而另外一個很影響清淨機使用體驗的就是聲音了,就算機器很強效,但如果動輒80分貝或是音頻尖到刺耳也是白搭,而在正規的做法下需要在無響室(基噪<17dB)裡面開啟機器並收音,去了解機器的音量以及音頻等資訊,內部因為可以充分的吸收聲波能量,所以非常的安靜,一個人待在裡面其實有點恐怖(抖)

而假如機器有發生共振或是結構上設計不對,就可以透過這種方式去抓出對於整體運轉音的影響,並加以調整,像是塞隔音棉之類的,以期讓機器的音量可以低一些或順耳一些。以除濕機為例,機器在聲音上控制的好不好就是有沒有在這些細節上講究,可以是一台便宜的戰車,也可以是一台比較貴,但也相對安靜順耳的機器。

機器的開發一點都不簡單

因為時間有限,小二並無法完整帶大家看一台機器是怎麼被設計、製造與測試出來的,而上面這些其實都是機器在生產出來前要經歷的冰山一角,但已經足以讓人理解到這件事情的專業,一台機器要能夠做到高效、安靜、耐用、美觀等,真的是需要很多技術與不斷打磨,並不是簡單DIY一下,或是隨便奇思妙想就可以打發的東西,即使是空氣清淨機這種我們直覺上認為比較簡單單純的,但裡面不管是濾網材質與等級的選擇、風機的研發、整機風道的設計都是有學問的。

這次很感謝元山家電願意撥時間讓小二前去叨擾參訪,也讓各位客倌有機會好好了解一下CADR的意義與測試的方法,願意投資做這些事(甚至設置在台灣作),是一個負責任廠商的態度,值得鼓勵!

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