钱晨　李其朋　于开远

摘 要：文章针对车内空气污染情况作了相应介绍，对车内主要有害气体的产生原因和危害作了阐述。文章主要目的是为了解决车内空气污染，为解决此问题提出了车内新风系统这一方案，对此方案的技术原理及其特点做了简单介绍，并对安装此方案的车辆数据进行采集，验证了此方案对车内空气污染改善具有积极作用。关键词：车内空气污染;新风系统;甲醛;VOC中图分类号：U473.9  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）01-74-03

Abstract： This paper introduces the air pollution situation in the car and expounds the causes and harms of the main harmful gases in the car. The main purpose of this paper is to solve the air pollution inside the vehicle. To solve this problem， the scheme of the new air system in the vehicle is proposed. The technical principle and characteristics of the scheme are briefly introduced， and the vehicle data of this scheme is collected. It is verified that this scheme has a positive effect on the improvement of air pollution inside the vehicle.Keywords： Air pollution in vehicle; New wind system; Formaldehyde; VOCCLC NO.： U473.9  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）01-74-03

1 前言

近些年来，随着我国国民经济水平的不断提高，汽车也逐渐成为人们不可或缺的交通工具，从基本代步工具一跃成为人们出行的首选，那么其本身的舒适性和安全性显得极为重要。最近几年大气污染得到了人们的广泛重视并在政府部门的大力治理下有了显著改善，在此基础上车内环境的空气质量也逐步引起了人们的重视。车内整体空间较为密闭且狭小，人们长期处于此密闭空间内，空气较为混浊对健康不利，且众所周知，购买的新车一般都有一些异味需要经常开车窗通风散味，但很少有人意识到即便驾驶多年的老车，由于车辆内饰件和座椅皮具等老化也会散发出有害气体危害乘坐者健康。基于此现状本文对车内新风系统加以研究以此改善车内空气质量。

2 车内污染及危害

车内空气质量主要受车外环境和车内内饰产生的有害气体两方面影响，所以车内有害物数目较多且种类较为繁杂，目前研究所得知的有害物种类就已高达30多种，而危害最大受人们所熟知的一般是甲醛、VOC、PM2.5这几种有害气体。以下就这三种危害物的产生条件和危害分别介绍：

2.1 甲醛

一般购买的新车和新装修的房屋都需要一段时间的通风来降低甲醛浓度，因为车内装潢的一些内饰和皮革制品会析出甲醛，长期处于密闭且甲醛浓度过高的空间内，初期会出现头晕等轻微不适，若甲醛浓度高达0.3mg/m3，由于甲醛与蛋白质的结合导致人呼吸道和眼睛开始出现不适症状，若孕妇长期处于甲醛浓度高于0.9mg/m3的环境中其胎儿流产和畸形的概率都会增加，且在此环境下患鼻咽肿瘤、白血病等几率都会增加。而车辆一般由以下几种原因导致甲醛浓度过高：过度车内装潢、原始包装长期未取下、不经常通风并长期使用空调外循环、长期使用空气清新剂、长期密闭车窗和天窗的驾驶习惯。

2.2 VOC

VOC是挥发性有机化合物的总称，长期接触浓度过高的VOC，对人体影响较大，初期症状轻微会使人感到头晕、恶心、乏力等，严重时会导致人抽搐、休克甚至会伤害到人体肝脏等器官，最为严重的是会对神经系统造成伤害，使得产生记忆力减退等不可逆的负面影响。车内导致VOC过高主要是以下几点原因：车内脚垫地毯以及真皮内饰[2]，一些不良商家会采用品质不好的商品导致使用时内饰等析出VOC，其次这些脚垫加工过程中需要采用粘结剂等一些工艺，这些也会造成温度升高时有VOC析出;需要喷漆的一些塑料制品在高温情况下会散发出VOC等有害气体。

2.3 PM2.5

PM2.5作为近些年来大家所熟知的污染物，车内PM2.5主要由车外粉尘进内和车内纺织座椅等产生的悬浮颗粒这两部分污染源组成，PM2.5轻微时会引发过敏性鼻炎等呼吸道症状，严重时会导致脏器受损。

以下是夏季高温情况下车内实测的VOC和甲醛浓度随温度变化的數据。

此表采集一天中温度较高的12：00到14：00数据，每隔20min记录一次，由此表可看出在温度升高的情况下，甲醛和VOC浓度也逐步增加。

3 空气污染物解决方案

本文上述介绍了车内的主要几种污染物，这些污染物尤其在夏季高温太阳直射情况下更加容易被促使散发，而人们一般在简单通风后就选择空调降温，此种情况下有害气体极易在车内循环吸入人体，而在气温较低的冬季，人们为了保暖多选择密闭车窗这对健康也是极其不利的，故而为了解决这一问题本文研究在车内加装新风系统以改善车内空气质量，改善车内驾驶乘坐环境。以下对新风系统做简单介绍。

新风系统是随着人们对室内空气质量的重视应运而生，第一台可过滤空气污染的设备于1935年由奥斯顿·淳发明制造。新风系统是一套独立的空气处理系统，由送风系统和排风系统组成，主要分为管道式和无管道式新风系统[1]，目前家用和车载的新风系统为了使用和安装的便捷性采用无管道式巨多。随着环保意识的提高，人们越来越意识到车内环境空气质量的重要性。新风系统也将越来越多的運用在车辆上，通过送风和排风系统提高车内空气质量，并且由于单体新风系统不需要复杂的管道排布和繁杂的安装工程成为了近几年的大热产品，更是在近几年自驾游盛行广泛运用于房车中。由此可见发展车内新风系统有以下优点：

（1）用室外新鲜空气置换车内被污染的混浊空气，提高车内空气质量。

（2）在夏季可开启新风系统散热，进入车内不会闷热难受，且由于温度的降低和车外新鲜空气的置换，抑制了甲醛、VOC等有害气体浓度的超标。

（3）时常通过新风系统换气，避免现在多发的“空调病”。

（4）冬季车内开启新风系统可有效排除细菌、病毒。

（5）较之普通的开车窗通风，新分系统内安装了滤网降低了PM2.5的浓度防止车内粉尘超标。

（6）安全方便，使用新风系统的通风量可以满足乘客需求，避免了行驶过程中孩童手伸出车外的安全隐患。

（7）防霉除异味，南方气候比较潮湿，新风系统将车内潮湿污浊的空气换出去可以延长内饰使用寿命除去异味。

本文研究的车载新风系统主要由排风系统、送风系统和滤网组成，系统通过增压技术利用排风系统将车内污染物超标的空气排出去，通过送风系统将车外的新鲜空气送进来，且车外空气进入时通过滤网过滤，以此避免车外空气携带的PM2.5等有害物质对车内环境的影响。

4 车内新风系统功能实现和验证

车内新风系统依靠车辆外循环运行，使用原车电平供电，并带有低电量保护功能，若电平剩余电量不足则不支持新风系统启动。在车辆运行时可设定每隔2小时新风系统启动一次，可在新风系统上加装温度传感器和甲醛传感器，当车辆熄火不运行时温度超过40摄氏度，或者甲醛浓度超标高于国家规定的0.1mg/m3时，可启动新风系统自动更新车内空气。车内新风系统采用高压头、大流量小功率的直流高速无刷电机带动离心风机，依靠机械强力从一侧向车内送风，而另一侧通过排风系统的离心风机向车外排除车内污浊气体，通过此方式在车内形成一个新风流动场，以此来改善车内环境，并在此过程中降低一定的温度从而减少能耗。车内新风系统可对车内的温度、湿度、洁净度进行综合性的调节和改善。

新风系统设计中要注重风量、过滤效果和噪声，其基础是通过送风系统的离心风机将车外新鲜空气注入车内，由于压强等增加，将原车内的污浊气体配合排风风机“挤出”车外，以此来达到车内气体更新的目的。在此过程中最为重要的是风量，风量越大的风机换气效果越好速度也越快，根据车内空间情况，一般普通5座轿车选用风量为50-60CFM的风机，就可以达到较好的换气效果。其次在车外新鲜空气进入车内时，需要通过滤网过滤，以滤去车外空气中的PM2.5等有害颗粒物，整体新风系统的过滤成效可通过滤网的过滤能力来表现，一般选用可过滤空气中大量悬浮颗粒物的但又不至于过密造成进风阻力的滤网，对于乘用车的车内过滤一般选用欧洲标准的F9-H10滤网，在保证进风速率的情况下有效过滤PM2.5、PM10等悬浮颗粒物。安装车内新风系统净化车内空气时，还应考虑到系统噪声问题，在使用时应保证运行噪声低于65分贝，以避免驾驶员受到噪声干扰影响驾驶安全性，因此系统安装时要保证稳定可靠避免运行震动扇叶碰撞等造成噪声，且由于风量和风速的上升风机噪声也会随之增加，因此要在风量风速与噪声之间选择一个平衡点，离心风机在转速为1600RPM，风量50CFM时可使得此时噪声在60-65分贝之间。

以下是安装有新风系统车辆在高温情况下新风系统运行时，其车内温度和甲醛、VOC等有害气体的浓度变化情况。

由此表与表一对比可看出，有新风系统的车辆在阳光直射下虽然温度有所上升但是总体来说温度得到了相应的控制，且甲醛和VOC浓度在上升以后通过车内外空气的交换也逐步下降到正常未超标的浓度，可见新风系统对车内空气污染是有积极有效的作用和意义的。

5 结语

本文提出的新风系统不但作用于车内外空气交换，起到通风降低车内有害气体浓度的作用，还可以在炎热夏季太阳直射时稍微降低车内温度，避免了甲醛VOC等有害气体的进一步散发，且有别于开窗通风，新风系统配备滤网还可过滤车外空气中的PM2.5等固体颗粒物以此来保证车内空气的洁净度。新风系统在及其关注健康的当代极具发展前景，会成为车辆的一大卖点，若与汽车后市场结合也将作为车载化中的新兴产品。

参考文献

[1] 闫长林.新风系统对空调房间舒适性影响的研究[J].家电科技. 2017（10）：44-46.

[2] 马思边，高继军，郑宏哲.车内空气污染与净化[J].汽车维修与保养. 2016（5）：86-89.

[3] 张鹏.单体新风净化系统的研究与设计[D].山东：山东大学，2017.