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空气净化器净化及控制技术发展
发布时间:2019-02-01 03:36
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  空气净化器净化及控制技术发展_能源/化工_工程科技_专业资料。空气净化器净化及控制技术发展

  空气净化器净化及控制技术发展 摘要:空气净化器(Airpurifier) ,又?Q 空气清新器, 空气清洁器,是指对室内空气中的细微颗粒、粉尘、异味或 细菌病毒等具有一定吸附、分解、转化或去除能力的装置。 它的起源可以追溯到十六世纪戴在脸上的面罩,当时只是简 单被动地用于过滤空气中的烟雾;时至今日,除了简单的颗 粒物污染,空气净化器面临着越来越多的微生物污染和气态 化学物污染的挑战,因而采用新的净化技术或复合式净化技 术的净化器也不断出现,目前常用的净化方法有物理及化学 吸附、HEPA 过滤、活性□◁炭过滤、静电集尘、负氧离子、光 催◁☆●•○△化等。 关键词:空气净化器;净化;控制技术 1 需求分析 1.1 功能需求 室内负离子空气净化器的主要工作原理是指在放电的 作用下,一些自由电子与另外的气体结合就生成了负离子, 而此时负离子与颗粒污染物组合在一起就构成了“重离子” , 它会沉降或者附着在物体外表层,可以起到杀灭细菌的效 果。设计的这款室内负离子空气净化器,首先能够吸附,分 解或转化各种空气污染物。其次,产品在工作过程中可以保 证不会产生过多的臭氧,确保在安全范围内。并且,产品的 操作要简单方便,适用于广大需▼▲求群体。 1.2 安全需求 室内经常会存在各种对我们身体有害的物质(如甲醛, 苯等) ,这个时候就可以通过空气净化器产生的负氧离子有 效的去控制,尽量消▪•☆△◆▲■★除对我们有害的物质。空气中的负离子 浓度越大,对我们的身体越有益处。净化器在工作的时候, 由于工作时间过长,会导致产•☆■▲生过多○▲-•■□的臭氧,对我们身体产 生伤害,所以就采用两种工作方式,即有人的时候使用清新 方式,没有人的时候就转变为消毒的工作方式,确保对身体 健康没有影响。如今,随着人们△▪▲□△生活水平的提高,人们越来 越注重养生,空气净化器正好迎合了人们的需求。 2 国内外空气净化器技术特点 2.1 美国及欧洲 美国是现代空气净化器的发源地,二战期间研制成功了 世界上第一款可以过滤空气中有毒物的 HEPA 滤网,时至今 日仍然是空气净化器的主要过滤方式之一。据统计,美国的 净化器有 60%采用高压静电吸附技◇•■★▼术,通过合理的风道和机 箱形式的设▲●…△计,可以大为提高净化效率。如有些产品在超高 速模式下,每分钟可输出 7.1m3 的清新空气,30min 左右可 净化 36m2 室内空气;另一款产品将滤网设计为 360°的环 形,配合速度三档可调的风机以及超大进风口设计,净化效 果可以远远超出普通平面滤网,效果可以达到联邦食品与药 品管理局医疗设备标准。 欧洲作为◇…=▲全球工业革命的发源地,曾深受环境污染之 害, 因而特别注重净化效果。 据报道已开发出基于纳米技术, 可以过滤 0.5-10nm 细微颗粒的长效滤网, 该滤网还具备抗紫 外线、可水洗的特点,多层滤网和紫外杀菌、水洗过滤等方 式组合,可以对空气进行有效的净化和消毒,避免呼吸道疾 病;同时净化效率高,对于 20m3 房间,只需 10min 就可以 实现一次循环;在使用上具有简洁直观,功能齐备的特点, 如可以提供多档风速调节、 多级 LED 指示灯并智能感知室内 空气质量,当空气质量变差时能够自动启动。 2.2 日本及韩国 日韩产品的共同点是注重人性化设计,在关◆■注净化效★▽…◇果 的同时,更加关注用户的使用需求,具有儿童安全锁、睡眠 模◆◁•式、智能监●测、遥控开关等功能,而实现这些功能的关键 在于传感器。第一种传感器是 PM2.5 检测传感器,利用它可 以检测室内 PM2.5 的浓度并控制净化器的自动启停; 第二种 是气味传感器,主要检测花粉、宠物皮屑等过敏源;第三种 就是实现睡眠模式的照度传感器,当检测到室内光照小于设 定值后,能够自动转换工作模式,降低风速和操作面板◇=△▲的亮 度,净化器以最低速度运行,噪音也降★-●=•▽至最低,净化器运行 八小时后将自动关机。此外,日韩二国长期注重专业化空气 净化的研究,特别是针▪…□▷▷•对车辆、厨房等特殊空间和场合进行 设计,目前拥有核心专利最多的也是这二个国家。2016 年的 文献资料表明,车载净化器的过滤方法已由单一的滤网式过 滤发展为太阳能式、光触媒式以及复合式过滤方式,同时利 用紫外线进行处理和利用羟基发生器的紫外波技术有可能 成为新的车载净化器的发展方向之一。 2.3 中国 近年来,我国的空气净化器产业在品牌和销量二方面得 到了快速发展。统计数据表明,2013 年我国空气净化器销售 量为 240 万台,2014 年达到 325 万台,2015 年为 352 万台, 2016 年则达到 520 万台,品牌数也从 2014 年的 556 个增加 到 2015 年的 668 个。技术方面的第一个特点是注重智能技 术的△▪▲□△研究及应用。天津科技大学的彭一准等利用 MSP430 或 DSP 等作为主控制器,通过灰尘传感器和温湿度传感器实时 检测空气质量,并采用模糊控制算法实现净化器的智能控 制;乐山师范大学的吴志雄等以 CC2530 单片机为控制器, 通过 ZigBee 无线 用 于构建 Boa 网页服务器和 Sqlite 中心数据库,从而构成了可 远程网络控制的空气净化器;华东理工大学的房鑫宝在 PM2.5 自启动的基础上, 通过 ESP8266 模块将空气质量数据 通过无线传送到 yeelink 平台, 利用云平台上成熟的移动终端 APP,可随时随地快速地查看数据,进而实现了基于物联网 的控制。第二个特点是注重使用的方便性,具有自清洗功能 的空气净化器是目前的热点,由于大部分产品仍然利用 HEPA 滤网或活性碳芯进行过滤,它们在使用一段时间★◇▽▼•后需 要更换,没有及时更换还会造成二次污染,针对这一问题, 国•●内已有多项专利,如有人提出一种带水箱、水泵和紫外灯 的主机结构,实现对活性炭过滤装置的清洗;笔者针对一款 具有自洁功能的净化器设计了图 1 所示的控制系统。此系统 以 MSP430 单片机为核心,除常见的温度检测、PM2.5 浓度 检测、风压检测传感器和遥控发射单元电路外,增加了水位 传感器,以及电辅加热控制和进排水电磁阀等器件,在手动 发出清洗命令或到达预先设定的清洗时刻后,控制电磁阀的 进水和排水操作,执行三次过滤装置的清洗循环,完成后利 用 PTC 陶瓷加热管进行▪▲□◁烘干。 结束语 随着生活水平的提高,人们对空气净化器的功能提出了 更高的要求。首先介绍了常用的空气净化方法,针对目前最 为普遍使用的滤网过滤方式,介绍了其过滤方法和基本原 理,然后分别根据欧美、日韩及我国所生产净化器的特点, 围绕▷•●着净化效率、传感检测、控制策略及功能发展特色等展 开论述,希望对相关工作人员有所帮助。

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