新型空气净化装置的开发与应用

王丽芳　叶荃　李鹤明

摘要：针对近年来国内很多地方越来越常态化、越来越严重的空气污染给普通百姓出行甚至家居生活健康造成了威胁，本文通过应用空气净化技术，对小环境空气治理提出了解决方案。

关键词：PM2.5；新风空气净化器

引言

随着人们生活水平的提高，环保意识逐渐加强，国家也把环境治理提到很高的高度。PM2.5是指颗粒直径在2.5微米以下的细小颗粒物。被吸入人体后可进入支气管，干扰人体肺部的气体交换，会引发哮喘，支气管炎和心血管病等等的疾病。而且这些颗粒还能通过支气管和肺泡进入血液，其中有重金属等成分溶解在血液中，会对人体产生很大的危害。

PM2.5这样的细小颗粒物对光的散射作用较强，在不利的气象条件下很容易引起灰霾现象。

国外最典型的雾霾危害案例有2个，其一是著名的“伦敦大雾”，1952年12月5日到8日伦敦大雾弥漫，能见度极低，人们呼吸困难眼睛刺痛，咳嗽连连，仅仅4天时间死亡人数多达4000多人，随后2个月内又有8000多人丧生。其二是“洛杉矶烟雾事件”，该事件持续事件极长，从上世纪40年代一直延续到80年代，当时的洛杉矶遇晴朗天气时城市上空会弥漫浅蓝色烟雾，使得整个城市空气浑浊不清，致使人们呼吸憋闷，咽喉疼痛，眼睛发红，头昏头痛；甚至导致远离城市100公里外的2000米海拔的山上有大片松树林因此枯死。

后来研究，伦敦大雾之成因主要是冬季取暖烧煤和工业排放的烟雾在逆温层天气下不断积累发酵所致，而洛杉矶烟雾主要是由于当时该市多达250万辆以上机动车尾气排放和工业废气排放，从而发生光化学反应而引起的。

之后欧美国家均花大力气对空气质量进行控制治理，英国花了30年的时间，才使得伦敦城市恢复了蓝天白云，美国花了整整40年的时间，让烟雾散尽！

2014年，我国政府出台了很多空气治理政策，并保持高压势头，相信我们国家在我们强有力的政府监管下面，治理空气污染任务不会需要有英美国家那样的几十年时间。但是改善是一个逐步的过程，不可能一步到位。在治理和逐步改善的过程中，生活在雾霾之中的人们该有什么样的措施来保证自己的健康安全呢？

空氣净化器的使用无疑对小环境的治理是一个可行的方案。

1.空气净化产品种类和相应合理应用

1.1独立自净式空气净化器

图一所示为我们在市场上通常能看见的一般意义上的“空气净化器”。这一类机器一般包含机箱、风机、过滤器、和相应的控制单元。其中过滤器部分往往包含粒子过滤，吸附，有害气体分解等功能。有些机器根据使用用户的需求还有加湿的功能，抗菌杀菌的功能，甚至负氧离子发生释放的功能。

这类机器的主要特点是方便易用，产品买到家插上电源开机就能使用并享受洁净的居室空气。当然，这类机器有其局限性，首先是其空气净化的空间局限性，这种空气净化器根据其送风量的大小，对其所在位置的或大或小局部空间产生良好的空气净化效果，对远离它的空间净化效果有限，甚至不起作用；其次是鉴于这类空气净化器的自循环式进出风，因此对居室里面新鲜氧气的供给无能为力，使用这类机器的用户在适当的时候需要开窗通风以便室内有充足的氧份补充。

1.2微型多用途空气净化器

图二所示就是微型多用途空气净化器，通常我们称其为“车载空气净化器”或者叫“便携式多用途空气净化器”，它可以利用汽车点烟器取电运行，让我们开车出行免受车外环境空气污染的危害；也可以加配普通电源适配器插上电源插座放置在办公桌上运行使用。这类机器同样地包含机箱、风机、过滤器、和相应的控制单元等，其中过滤器部分往往包含粒子过滤，吸附，有害气体分解等功能。有些机器根据使用用户的需求往往还有抗菌杀菌的功能，甚至负氧离子发生释放的功能。值得说明的是，考虑到国内很多汽车厂商新车出厂往往车内座位等内饰件散发有害气体成分很重，“味道”很浓，对人们呼吸造成严重影响，甚至购买使用1至2年气味依旧，因此这类空气净化器往往侧重对有害气体的吸附，分解功能，加强负氧离子的发生功能。

鉴于这类机器的“微型化”，在外形限制的小尺寸下，选用合适的风机，配套设计足够通风量，容尘量的过滤器，以期机器能有较大的风量是设计的要点。同样地几款车载净化器，看其出风量，看其内部过滤器大小，往往是判断这个机器功能是否强大的简单方法。

这类机器尤其更易携带，方便使用，同样地局限性也很明显性，更小的送风量，收益空间更小；自循环净化，无法补充氧气供应。

1.3独立新风空气净化器

对于渴求新鲜空气，充足氧气的人们，“新风空气净化器”无疑是一款适用的产品。该产品用风机吸入室外空气，室外经过过滤器净化处理后送人居室，使得居室有洁净的新鲜空气；同时该机器把适量室内产生的污浊空气排出到室外。

这个类型的空气净化器，相比上述稍有麻烦，就是需要安装。图三所示，需要将其安装到靠户外的墙面后才能运行。其安装类似通常的家用空调，安装时需要在墙上开2个（或者1个孔）安排净化器的进风以及排风，安装后使用的整体感受会比前述2款类型的净化器更好一些。

对于冬夏季节室内外温差较大，新风的引入和室内空气的排出，会导致冷热负荷急剧增大，非常的不低碳，因此这个类型的净化器，一般会配装全热交换器，户外新风与室内排风通过热交换芯体时，热能相互交换，以达到温差接近的效果，同时又通过板上的微孔交换湿度，从而达到既通风换气又保持室内温、湿度稳定的效果。也就是让户外空气接近室内空气的温湿度被送到室内，以达到降低室内空调额外能耗的目的。

1.4新风及循环净化器系统

如果有条件，笔者建议配合家装系统地设计安装包括新风净化机，室内循环空气净化器以及通风管道在内的“新风及循环净化器系统”。

图四所示，新风机负责引进室外空气，通过全热交换和净化过滤处理后通过管道送入到室内相应点位，再由室内相应位置的循环式净化器做进一步深度的空气净化处理，以便于居室每一个房间每一个角落都能享受清新的净化空气。

后端的循环式空气净化器，可以是前面讲到的形式放置于合适的位置，也可以是后面会讨论的配合家居电器一体的符合传统家庭装饰的常用家电式样的漂亮的空气净化器。

这种形式，安装比较复杂，需要配合家装的设计和安装，好处是无论是感观还是使用舒适性都能做到最好。

1.5整合空气净化功能的家居电器

现代社会很大比例人们已经不再停留在温饱的阶段，尤其是采取任何形式的家庭空气净化处理的人绝大部分都对整洁，美观的家居环境有着不低的要求。独立摆放（安装）的空气净化器多少让人感觉家中多了一个碍事的玩意，或影响空间，或影响视觉。

因此，绑定业已得到人们接受的各种家用电器，嵌入空气净化器的功能，将是不错的选择。笔者觉得家用空调器和吸顶灯具都是好的结合标的物。

图五所示为苏州艾尔新净化科技有限公司的專利产品“一体式灯具净化器”，该产品外观设计粗看就是一组家居常用的吸顶灯，但其兼具空气净化器的功能，用户可以通过灯具控制开关或者遥控器对机器进行控制，控制包括照明灯的开和关，净化器的开、关，以及净化器运行档位的调节等等。在这台灯具净化器内部，对灰尘颗粒的粗、中效过滤，对气味颗粒的吸附过滤，对有机有毒成分的纳米光催化分解去除，以及负氧离子的发生等一应俱全。

吸顶灯具正常都安装在每一个房间的居中顶部，因此这个净化器具有最好的安装位置，通畅的空气流通许可，使得房间内部的气流组织极好，能极大地发挥空气净化器的作用，使得整个房间都能得到良好的空气净化。

2.现代电子通讯工具的远程家庭净化监控

传统的空气净化器控制方式无外乎设备端按钮控制，触摸屏按钮控制，室内遥控控制，或者室内电脑界面控制，所有这些控制或设备运行情况，运行效果的查询都需要使用者在净化器所工作的场所进行。人们在远离住宅的工作单位或者出差途中能对家里的空气质量状况或者设备运行状况有了解甚至异地控已经是一个实现了的梦想。

图七示净化器网路控制拓扑图实现了艾尔新民用空气净化器的异地远程查询和控制。人们在远离净化器运行工作的远程端可以方便地打开手机APP控制软件，通过手机信号经由移动基站与互联网数据沟通，借助网络服务器与安装有空气净化器的家庭网络数据交换即能查询到空气净化器的运行状态、相应的实时空气质量状况，并能做相应的运行控制。

3.结语

（1）饱受雾霾天气对健康危害的今天，在室内安装使用空气净化器是我们减少受雾霾伤害的有效方法；

（2）针对不同的住宅装修条件和经济条件，我们可以有不同的选择：已经装修好，不想大动干戈的用户，可以购买独立的循环式空气净化器，即插即用；对新鲜空气有要求的人可以选用独立的新风净化器，引进室外新风热交换并净化处理后，不开窗也能让家里有洁净的新鲜空气，还节能；正想装修的经济条件较好的人，可以装修设计时一并考虑安装新风净化器和各个房间内的独立循环空气净化器，整洁、美观的同时尽情享受舒适的新鲜洁净空气；开车出行的人们则可以选用车载空气净化器，多用途的微型净化器同时也能方便的让你在办公桌面享受洁净空气。

（3）现代通讯技术的发展，物联网的应用让你可以在远端实时了解并控制家中的空气质量状况。

参考文献：

[1]许钟麟.《空气洁净技术原理》，同济大学出版社，2001。

[2]国家标准.《GBT 18801-2008空气净化器》，2014 .