市場趨勢
◎車內空氣品質比您想得更重要!
汽車數量的增加衍生許多與交通相關的空氣汙染和公共衛生問題,結果城市因吸引人口、建築、交通和大量能源使用而成為空氣汙染的城市峽谷。由於行人和汽車在同一區域共存,輕型和重型車輛的汙染排放量增加帶來了挑戰。交通運輸約佔所有能源相關溫室氣體 (GHG) 排放量的四分之一,從 1990 年到 2022 年,交通運輸的溫室氣體排放量年均成長 1.7%,比其他類別都要快,且交通運輸排放每年導致超過 320 萬人死亡。
城市是溫室氣體排放的主要來源,駕駛員、乘客和行人接觸到的大部分高濃度空氣汙染物都是來自於車輛排放。奈米尺寸的懸浮微粒造成各種健康問題,例如:肺纖維化、慢性肺炎和癌症。多項研究指出,居住在重型車輛交通繁忙道路附近的兒童患呼吸系統疾病的風險是居住在交通不太擁擠的街道附近的兒童的兩倍。
汽車數量的增加導致與交通相關的空氣汙染和公共衛生問題。
空氣汙染和車內空氣品質
廢氣、輪胎磨損、運輸系統和工廠等汙染了我們的大氣,在受空氣汙染的城市環境中駕駛,車廂空氣過濾器顯得極為重要,由於可安裝過濾器的空間有限以及車輛的封閉外殼,將室外汙染空氣吸入車內環境必須經過良好的過濾。許多人每天在車上待三個小時以上,因此,空氣品質對於營造健康舒適的車內環境非常重要,成為許多汽車公司努力提升的方向。
輕型汽車暖通空調系統
汽車產業使用的空調 (AC) 系統如下圖所示,箭頭說明整個系統的冷媒流動情況,當壓縮機接收到冷的低壓氣體時,將該氣體壓縮成高壓和高溫的氣體,冷媒從壓縮機的排出側被泵出並流入冷凝器,然後,冷凝器使用風扇冷卻熱交換器冷卻高壓高溫氣體,將其轉變為高壓液體。然後通過貯液乾燥器,乾燥器內部有一個乾燥劑袋,用於過濾和吸收可能汙染冷媒的少量水分。
汽車產業使用的典型 HVAC 系統示意圖。
向車廂輸送清潔空氣
當通風口散發出異常氣味時,除了檢查座椅下方是否有廢棄的食物袋外,更應該檢查暖通空調系統。下圖展示車廂打褶式過濾器使用前後的比較,無論是來自鄰近車輛的廢氣還是汽車本身的排放物,都應該被過濾器捕集。許多過濾器製造商也使用夾有活性碳顆粒的濾材,同時捕集粒狀和氣態汙染物。在有限的車艙空間安裝高效過濾器才能維護駕駛和乘客的長期健康。
使用後 (左) 和使用前 (右) 的車廂空氣濾清器。
典型機艙空氣濾清器的掃描式電子顯微鏡影像。
當顆粒通過機艙空氣過濾器洩漏或滲透時,它們會在管道、葉輪和/或蒸發器芯體表面形成塵餅。濕氣和塵餅的形成會促進微生物生長,導致車廂空氣品質下降。循環空氣中的水分、引入室外空氣中的雨或雪也會導致皺褶變形,使濾網性能下降,造成車廂內的空氣品質惡化。倘若駕駛者的車輛以 100 公里/小時的速度行駛,因為空氣品質不良而打噴嚏可能會導致駕駛者閉著眼睛行駛約 50 公尺,意外也許就在那一瞬間發生。
車廂空氣過濾器故障導致空氣管道汙染的比較,汙染管道 (左) 和乾淨管道 (右)。
在管壁和葉輪上形成的塵餅 (左) 和受汙染的蒸發器芯體 (右)。
變形的車廂空氣濾清器皺褶 (左) 和空氣濾網表面捕集的花粉 (右)。
汽車內裝 (包括儀表板材料和內裝) 由於熱量和紫外線會使汽車內部排放 VOC,造成車內空氣品質惡化,影響駕駛員和乘客的健康。呼吸受汙染的空氣會刺激喉嚨,造成嚴重的健康影響,例如:氣喘和慢性阻塞性肺病 (COPD),並增加心血管風險。
從車內空氣濾網(左)回收的灰塵和其他顆粒(右)。
車內空氣品質受到各種室外和室內源排放的各種汙染物的挑戰,根據不同的通風和駕駛條件,這些汙染物的影響也不同。空氣過濾、通風模式、氣流速度、車齡和氣密性、內裝材料、乘客數量以及車外環境汙染程度也會影響車內空氣品質。車用過濾測試即針對不同過濾器,如車廂用濾網、發動機過濾器及油濾芯的性能測試,測試項目包括:初始壓損、初始效率、平均過濾效率、重量捕集率、容塵量等。常見車廂用濾網相關標準為 ISO 11155 或 GB T 32085-2015。2022年歐盟委員會將 REACH 法規新增對於車輛內部甲醛釋放量的限制規範,生產過程中有意添加甲醛或甲醛釋放物質的道路車輛,根據ISO 12219-1、ISO12219-10檢測方法,測得車輛內的甲醛濃度超過0.062 mg/m3,將不得投放歐盟市場。各車廠亦針對 VOC 及氣味制定廠規允收標準以確認供應商產品品質,為消費者創造更良好的駕乘環境。
資料來源:
1.https://www.filtnews.com/cabin-air-quality/
2.https://www.sgs.com.tw/news-media-resources-content/page?id=512
3.https://www.afc.org.tw/product_1244856.html
台灣過濾與分離學會 Taiwan Filtration and Separations Society