Richard Corsi 演示了一种低成本 DIY 空气净化器的气流，该空气净化器可以去除室内污染物，如烟雾颗粒和呼吸道颗粒。它还可以减少空气传播病毒的传播

事实证明，低成本的 DIY 空气净化器在保护室内空间免受野火烟雾和空气传播病毒的侵害方面与昂贵的商用设备一样有效。

Corsi-Rosenthal Box 是在 COVID-19 大流行期间设计的，使用简单的材料——HVAC 过滤器、纸板框架和风扇——来清洁家庭、学校和办公室的空气。

野火烟雾和室内健康风险

当野火威胁到社区时，其对健康的影响远远超出了火焰。烟雾在空气中徘徊，被风吹到家庭、学校和工作场所，即使在距离火灾数英里的地方也构成严重风险。为了帮助人们在室内保护自己，研究人员开发了一种低成本、耐用的 DIY 空气净化器。这种简单的设备性能与昂贵的 HEPA 过滤器相当，可去除空气中的野火烟雾等污染物，并可能减少空气传播疾病的传播。

加州大学戴维斯分校工程学院院长 Richard Corsi 在美国化学会主办的 ACS 2025 年春季数字会议上展示了其团队最近对 DIY 空气过滤的研究结果。

室内隐藏的危险

即使人们在烟雾弥漫的日子里呆在室内，他们仍然会暴露在有害空气中。这是因为我们呼吸的大部分污染实际上来自室内，包括从室外渗入的污染物。从历史上看，室内空气质量受到的关注远低于水污染等问题。

随着 COVID-19 的到来，这种情况发生了变化。

“媒体不太关注室内空气质量，然后大流行来袭，突然之间出现了一个教育公众了解这个问题的巨大机会，”Corsi 说。

简单、经济实惠的解决方案

Corsi 知道并非每个人都可以在家工作，而且孩子们最终必须重返学校，因此她意识到人们需要一种经济实惠的方式来尽可能保持室内空气安全。

“就在那时，我们想出了一种低成本、有效的空气净化器的想法，人们可以自己构建，”他解释说。Corsi 希望能接触到尽可能多的人，这些人无法为商用 HEPA 空气过滤器投入数百美元。

这种名为 Corsi-Rosenthal （CR） Box 的 DIY 解决方案是与过滤专家 Jim Rosenthal 共同设计的。CR Box 包括四个通常用于供暖、通风和空调 （HVAC） 的空气过滤器;纸板底座;以及一个箱式风扇，用于将空气通过过滤器吸入天花板。由于组件相对便宜，CR Box 的成本仅为 HEPA 空气过滤器的一小部分。

对 CR Box 进行测试

正如 Corsi 在演讲中强调的那样，他和他的同事最近通过在加州大学戴维斯分校校园的四个地点安装装置来测试 CR 箱的耐用性和性能。他们运行了 2,500 小时——相当于两个 K-12 学年。

CR Box 过滤器的性能与同类 HEPA 过滤器一样好或更好。DIY 系统在清除直径为 1-3 微米的颗粒方面也比清除直径为 0.35-1 微米的颗粒更有效。为了区分比例，典型的烟雾颗粒小于 1 微米，而灰尘和花粉小于 0.5-3 微米。

Corsi 解释说，尽管 HEPA 过滤器比 DIY 系统中使用的 HVAC 过滤器更有效地一次性去除颗粒，但更多的空气通过 CR 箱，导致更多的颗粒从空气中去除。尽管 CR Boxes 的有效性随着时间的推移而减弱，但它们在处理较大粒径时的性能仍然优于新的和更昂贵的 HEPA 空气过滤器，并且在延长的研究期间，它们在较小颗粒上的表现与 HEPA 相比具有竞争力。

真实世界的呼吸保护

为了了解 CR 盒是否也可以去除人们在谈话或打喷嚏时呼出的颗粒物，研究人员随后在呼吸羽流上测试了这些系统。“我们设置了一个情况，两个人在呼吸羽流模拟器旁边的桌子对面说话，”Corsi 解释说。“然后，我们在没有 CR 箱的情况下测量了该羽流的衰减，并且箱子位于房间周围并以不同的速度运行。”

他们发现，当 CR Box 距离说话者 8 英尺（244 厘米）以内时，呼吸羽流会在距离空气过滤设备一定距离的几秒钟内消散。

为未来而设计

对于未来的增强功能，Corsi 希望重新设计风扇叶片，使 CR 箱更安静，他认为有可能修改过滤器以去除其他室内污染物，例如家具和建筑材料中的甲醛，以及烟雾和一些办公设备中的臭氧。

从个人角度来说，他很欣赏 CR Boxes 给人们带来的赋权感。“让我非常满意的一件事是，有很多人告诉我，他们知道自己正在构建有助于他们和他们的家人或学生的东西，从而获得了如此巨大的个人满足感，”他说。

会议：ACS 2025 年春季展

标题

对成本可承受的开源空气净化器进行循证性能评估

抽象

为了应对 COVID-19 大流行、许多地区野火频率的增加以及公众对空气中颗粒物的不利影响的认识不断提高，基于 DIY（开源）过滤器的空气净化器已经变得很受欢迎。这些系统具有成本低的优点，例如，资本成本约为基于 HEPA 的同类空气净化器的 1/3 到 1/8，经常性成本相似。几个研究小组测试了一种称为 Corsi-Rosenthal Box （CR Box） 的开源空气净化器来确定清洁空气输送率 （CADR），发现它们比基于 HEPA 的空气净化器更有效，并且在大小合适的室内空间中具有很高的有效空气交换率。

将介绍在加州大学戴维斯分校完成的关于 CR Boxes 的最新研究。一项涉及放置在不同大学建筑中的 CR 盒的纵向性能，并在与两个 K-12 学年一致的运行时间内，在各种粒径范围内表现出优异的性能。所有粒径的单通道去除效率通常与或超过 MERV-13 过滤器的预期值相同。在高流量设置下，小 （0.3 μm） 至大 （3 μm） 颗粒直径的初始 CADR 分别从大约 600 m3/h 到 1,500 m3/h 不等，CADR 可能由于过滤器上的静电荷损失而有所下降。低流量和中流量设置的 CADR 较低，但仍高于商用 HEPA 空气净化器。

第二项研究涉及 CR 箱对房间混合条件和呼吸羽流快速扩散的影响，使用呼吸系统模拟器发射的模拟交叉表羽流，二氧化碳作为惰性呼吸示踪剂。CR 盒放置在相对于源和接收器的不同位置，风扇流量设置有额外的变化。结果表明，近感染者的好处补充了去除远场病毒载有的呼吸道气溶胶颗粒。

总的来说，与 DIY 空气净化器相关的数据基础不断增长，特别是 CR Box，表明在降低建筑物居住者暴露于室内和室外细颗粒物和粗颗粒物方面具有显着的有效性和持续性能的潜力。本演示文稿将总结有关 DIY 空气净化器有效性的循证知识，并针对广泛应用和持续研究需求提出建议。