fresh air空气净化器之风机解析

  滤网可以说是空气净化器达成净化作用的关键元件，但滤网过滤是一种被动过滤，即滤网并不能主动吸收周围的颗粒物和气态污染物，还需要一个“搬运工”负责搬运空气通过滤网，这个重要的“搬运工”就是风机。风机是空气净化器达到净化效果的动力，风机的选择和设计，会直接决定一台空气净化器的风量和净化效果。

  不了解空气净化器的人可能会想，“空气净化器不就是在风扇前面加上片滤网嘛”，也有很多人按照这样的方法自制空气净化器，但效果往往不尽如人意，平时感觉风很强劲的风扇加上滤网后只能吹出很微弱的风。真正的空气净化器的风机到底应该是什么样的呢？为解决这个问题，首先需要了解风机的种类和特点。 

  一、风机类型

  风机的主要结构部件是电机、叶轮、机壳、进风口、支架等。生活中常用的大部分是叶片式风机，叶片式风机根据气体流动方向的不同，可以分为轴流风机、离心风机和混流风机。

  轴流风机：风的流向和轴的方向一致，特点是风量大，风压低。

  离心风机：进风方向和轴流风机相同，但出风方向和轴流风机相垂直，靠产生的离心力来对空气做功。风量大，适用于通风换气等流量要求高的场所。

  混流风机：结合了轴流以及离心风机的特点的一种的风机，性能适中，其风量高于离心、风压大于轴流。

  二、风机的选购要素

  1、风阻

  风机是空气净化器的矛，如果将风量比作一把武器的挥击力量，那么风压就是把这武器的锋利程度。

  空气净化器不同于风扇，风扇的目的是产生风，而空气净化器的目的不是产生风，而是过滤空气中的污染物。但是空气净化器的过滤能力不是由风机决定而由滤网决定，滤网对风又有非常大的阻力，如果风机的压力不足，就无法穿透滤网，那么就不可能产生任何洁净空气了。

  F8级别的滤网只能算高中效滤网，但只要一片F8滤网就可以使一台家用的电风扇的风速减少到接近于零，即普通家用规格的风扇产生的风几乎无法穿透F8，更不用说一般的空气净化器还会配置风阻更大的H10以上级别的滤网并有多层滤网过滤。

  所以，风压很低的轴流风机基本无法实现空气净化的重任，这也是很多DIY爱好者，即使使用和正常空气净化器差不多功率和大小的电风扇改造成简易空气净化器，其效率却远远低于专业空气净化器的原因。

  混流风机有一定的风压，在排风降温方面效率很高，有不错的应用，但其面对滤网的的强大阻力，能产生的风压还是有所不足。而离心风机的风压很大，可以使空气穿透高阻力的滤网，噪音也相对较小，最适合用于空气净化器。

  综上所述，空气净化器不仅考虑风量，更重要的考虑是如何克服阻力穿透滤网。因此，空气净化器的风机对风压有很高的要求。

  2、隐患问题

  风机在使用过程中会存在电机过热的隐患，如何消除隐患？如何消除风险？跟风机选择和要求有关。

  空气净化器的作用就是过滤颗粒物，随着滤网逐渐变脏，风阻会逐渐增大。刚开始使用的时候，总风阻等于滤网的初始风阻。随着使用时间变长，总风阻会变大，因为总风阻等于滤网的初始风阻加污染物的风阻。

  当滤网报废时候，最终阻力一般是初始阻力的2-4倍。

  轴流风机的特性，风阻变大的时候，风扇和电机功耗会自动趋向重载状态，甚至会过载、发热和烧毁，也就是说轴流风机无法保证空气净化器的质量。

  离心风机的特性，风阻变大的时候，风扇和电机功耗会自动趋向轻载状态，虽然风量会减小，但是能保证空气净化器的质量和使用安全。

  3、设计要求

  风机不仅决定净化能力，还决定设计难度。不同风机有不同的设计要求，轴流、离心和混流相比，选用离心风机对产品的设计能力、制造成本都有高的要求。

  1）、离心风机都需要配合完整的内外风道设计，而且需要自行设计。

  离心风机旋转过程中空气平行于电机轴向进入叶片空间，随叶轮旋转改变成径向，沿半径方向从叶轮中甩出，改变了流向，同时在经过旋转的叶轮时获得加速，取得了动能。由于空气流向改变，在电机和风叶之外、还需要一个完整的导流蜗壳用于导流和扩压的作用。

  适合用于空气净化器规格的离心风机较少，很难直接采购到现成的适合空气净化器的风机，而且普通的离心风机也不一定能达到穿透率网的要求。所以大部分需要厂家自行进行设计和订作，需要投入相当大的精力和成本。

  离心风机对设计能力有较高的要求，那么轴流风机和混流风机就简单很多了，而且还可以直接采购无需设计。

  2）、轴流风机的设计简单，轴流风机式的空气净化器也无需做风道设计，那么相应的降低了设计要求。轴流风机的制造成本低，并且有现成的“货架成品”，通过采购的方式就可以获得，无需研制。

  3）、混流风机使用时不会改变风的流向，风机本身对风道的设计要求比较低，部分品牌为了设计的方便或有部分滤网配置较低的品牌选择使用混流风机。

  因此，通过风机类型可以判断出空气净化器品牌所在企业的研发能力，某些品牌选择轴流风机并不是从产品性能角度考虑，而是从产品的可获得性和成本角度考虑或者该类企业根本没有研发团队。

  为什么瑞典某著名B品牌销售了这么多年的空气净化器仍然使用轴流风机？想必和对方的研发能力有关，可能研发团队的能力较弱被迫选择轴流风机，也可能根本没有研发团队，而是做了一个高级组装工作。

  三、fresh air风机

  fresh air空气净化器是在研发部总工程师的严格管理和控制之下诞生的，将国际标准化组织（ISO）的标准制定为fresh air空气净化器、新风净化机、新风净化一体机的合格标准化，所有零部件均由研发团队自行设计，包括风机、滤网等核心部件及最小零件螺丝都是自行设计。

  所有零部件均自行设计最大的优势是可控，即零部件的性能、质量均能达到设计要求，并且可以避免风险；最大劣势是增加研发费用、延长研发时间，因为所有的零部件都需要制作模具。

  对于美国企业的研发团队来说是否科学、是否符合规律是产品研发的本质和前提，在专业研发团队的眼中选择轴流风机是不科学的，尽管风量大。因此，fresh air研发团队从科学、合理、高效角度考虑，选择离心风机。

  Freshair空气净化器的研发团队严格遵循美国文化下的设计思路，设计之初首要思考的问题是安全问题，即如何避免事故发生或如果出现事故如何避免伤害和损失。如同在汽车出现事故的情况下，欧美车的设计思路是刹车优先，而非油门优先。那么，在选用风机的时候首要考虑的问题是电机隐患即电机过热问题。

  Freshair研发团队对电机部分是如何控制的呢？

  1、选择安全系数高的离心电机

  2、在选择电机生产商的时候制定了两个不可更改的要求：

  1）、生产商必须有3C认证

  2）、电机在空载状态下不能过热

  3、在筛选电机生产商的过程中制定了严格的筛选流程：

  1）、淘汰没有3C认证的生产商，初步确定名单。

  2）、从初步确定的生产商处采用样品

  3）、对样品的进行测试，包括空载试验、负载试验、温升试验、效率试验等

  4）、根据测试结果确定生产商

  4、自行设计电机，并制作模具

  电机只是风机的一部分，fresh air对风机还有那些设计呢？

  首先是风机的叶轮，对于同样转速的电机，不同的叶轮也会带来不同的效果，为提升风机的性能，fresh air采用的叶轮为工程师反复论证实验设计，完全定做的叶轮，其中叶轮叶片的弯曲度也会影响出风的速度，对每一片叶片的角度，工程师也采用了多次模拟实验才做了决定。

  其次，好的电机和叶轮还需要科学的风道设计，尤其是离心风机，搭配以导流涡壳才能最大限度的发挥其风压的优势。Fresh air工程师在机器整体设计时就考虑了这一点，给导流涡壳设计留下了足够的空间，最终制作出来的导流风道，可以完美地达到降阻扩压的效果。

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