新型空氣凈化裝置的開發(fā)與應(yīng)用

王麗芳　葉荃　李鶴明

摘要：針對近年來國內(nèi)很多地方越來越常態(tài)化、越來越嚴(yán)重的空氣污染給普通百姓出行甚至家居生活健康造成了威脅，本文通過應(yīng)用空氣凈化技術(shù)，對小環(huán)境空氣治理提出了解決方案。

關(guān)鍵詞：PM2.5；新風(fēng)空氣凈化器

引言

隨著人們生活水平的提高，環(huán)保意識逐漸加強，國家也把環(huán)境治理提到很高的高度。PM2.5是指顆粒直徑在2.5微米以下的細小顆粒物。被吸入人體后可進入支氣管，干擾人體肺部的氣體交換，會引發(fā)哮喘，支氣管炎和心血管病等等的疾病。而且這些顆粒還能通過支氣管和肺泡進入血液，其中有重金屬等成分溶解在血液中，會對人體產(chǎn)生很大的危害。

PM2.5這樣的細小顆粒物對光的散射作用較強，在不利的氣象條件下很容易引起灰霾現(xiàn)象。

國外最典型的霧霾危害案例有2個，其一是著名的“倫敦大霧”，1952年12月5日到8日倫敦大霧彌漫，能見度極低，人們呼吸困難眼睛刺痛，咳嗽連連，僅僅4天時間死亡人數(shù)多達4000多人，隨后2個月內(nèi)又有8000多人喪生。其二是“洛杉磯煙霧事件”，該事件持續(xù)事件極長，從上世紀(jì)40年代一直延續(xù)到80年代，當(dāng)時的洛杉磯遇晴朗天氣時城市上空會彌漫淺藍色煙霧，使得整個城市空氣渾濁不清，致使人們呼吸憋悶，咽喉疼痛，眼睛發(fā)紅，頭昏頭痛；甚至導(dǎo)致遠離城市100公里外的2000米海拔的山上有大片松樹林因此枯死。

后來研究，倫敦大霧之成因主要是冬季取暖燒煤和工業(yè)排放的煙霧在逆溫層天氣下不斷積累發(fā)酵所致，而洛杉磯煙霧主要是由于當(dāng)時該市多達250萬輛以上機動車尾氣排放和工業(yè)廢氣排放，從而發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而引起的。

之后歐美國家均花大力氣對空氣質(zhì)量進行控制治理，英國花了30年的時間，才使得倫敦城市恢復(fù)了藍天白云，美國花了整整40年的時間，讓煙霧散盡！

2014年，我國政府出臺了很多空氣治理政策，并保持高壓勢頭，相信我們國家在我們強有力的政府監(jiān)管下面，治理空氣污染任務(wù)不會需要有英美國家那樣的幾十年時間。但是改善是一個逐步的過程，不可能一步到位。在治理和逐步改善的過程中，生活在霧霾之中的人們該有什么樣的措施來保證自己的健康安全呢？

空氣凈化器的使用無疑對小環(huán)境的治理是一個可行的方案。

1.空氣凈化產(chǎn)品種類和相應(yīng)合理應(yīng)用

1.1獨立自凈式空氣凈化器

圖一所示為我們在市場上通常能看見的一般意義上的“空氣凈化器”。這一類機器一般包含機箱、風(fēng)機、過濾器、和相應(yīng)的控制單元。其中過濾器部分往往包含粒子過濾，吸附，有害氣體分解等功能。有些機器根據(jù)使用用戶的需求還有加濕的功能，抗菌殺菌的功能，甚至負(fù)氧離子發(fā)生釋放的功能。

這類機器的主要特點是方便易用，產(chǎn)品買到家插上電源開機就能使用并享受潔凈的居室空氣。當(dāng)然，這類機器有其局限性，首先是其空氣凈化的空間局限性，這種空氣凈化器根據(jù)其送風(fēng)量的大小，對其所在位置的或大或小局部空間產(chǎn)生良好的空氣凈化效果，對遠離它的空間凈化效果有限，甚至不起作用；其次是鑒于這類空氣凈化器的自循環(huán)式進出風(fēng)，因此對居室里面新鮮氧氣的供給無能為力，使用這類機器的用戶在適當(dāng)?shù)臅r候需要開窗通風(fēng)以便室內(nèi)有充足的氧份補充。

1.2微型多用途空氣凈化器

圖二所示就是微型多用途空氣凈化器，通常我們稱其為“車載空氣凈化器”或者叫“便攜式多用途空氣凈化器”，它可以利用汽車點煙器取電運行，讓我們開車出行免受車外環(huán)境空氣污染的危害；也可以加配普通電源適配器插上電源插座放置在辦公桌上運行使用。這類機器同樣地包含機箱、風(fēng)機、過濾器、和相應(yīng)的控制單元等，其中過濾器部分往往包含粒子過濾，吸附，有害氣體分解等功能。有些機器根據(jù)使用用戶的需求往往還有抗菌殺菌的功能，甚至負(fù)氧離子發(fā)生釋放的功能。值得說明的是，考慮到國內(nèi)很多汽車廠商新車出廠往往車內(nèi)座位等內(nèi)飾件散發(fā)有害氣體成分很重，“味道”很濃，對人們呼吸造成嚴(yán)重影響，甚至購買使用1至2年氣味依舊，因此這類空氣凈化器往往側(cè)重對有害氣體的吸附，分解功能，加強負(fù)氧離子的發(fā)生功能。

鑒于這類機器的“微型化”，在外形限制的小尺寸下，選用合適的風(fēng)機，配套設(shè)計足夠通風(fēng)量，容塵量的過濾器，以期機器能有較大的風(fēng)量是設(shè)計的要點。同樣地幾款車載凈化器，看其出風(fēng)量，看其內(nèi)部過濾器大小，往往是判斷這個機器功能是否強大的簡單方法。

這類機器尤其更易攜帶，方便使用，同樣地局限性也很明顯性，更小的送風(fēng)量，收益空間更??；自循環(huán)凈化，無法補充氧氣供應(yīng)。

1.3獨立新風(fēng)空氣凈化器

對于渴求新鮮空氣，充足氧氣的人們，“新風(fēng)空氣凈化器”無疑是一款適用的產(chǎn)品。該產(chǎn)品用風(fēng)機吸入室外空氣，室外經(jīng)過過濾器凈化處理后送人居室，使得居室有潔凈的新鮮空氣；同時該機器把適量室內(nèi)產(chǎn)生的污濁空氣排出到室外。

這個類型的空氣凈化器，相比上述稍有麻煩，就是需要安裝。圖三所示，需要將其安裝到靠戶外的墻面后才能運行。其安裝類似通常的家用空調(diào)，安裝時需要在墻上開2個（或者1個孔）安排凈化器的進風(fēng)以及排風(fēng)，安裝后使用的整體感受會比前述2款類型的凈化器更好一些。

對于冬夏季節(jié)室內(nèi)外溫差較大，新風(fēng)的引入和室內(nèi)空氣的排出，會導(dǎo)致冷熱負(fù)荷急劇增大，非常的不低碳，因此這個類型的凈化器，一般會配裝全熱交換器，戶外新風(fēng)與室內(nèi)排風(fēng)通過熱交換芯體時，熱能相互交換，以達到溫差接近的效果，同時又通過板上的微孔交換濕度，從而達到既通風(fēng)換氣又保持室內(nèi)溫、濕度穩(wěn)定的效果。也就是讓戶外空氣接近室內(nèi)空氣的溫濕度被送到室內(nèi)，以達到降低室內(nèi)空調(diào)額外能耗的目的。

1.4新風(fēng)及循環(huán)凈化器系統(tǒng)

如果有條件，筆者建議配合家裝系統(tǒng)地設(shè)計安裝包括新風(fēng)凈化機，室內(nèi)循環(huán)空氣凈化器以及通風(fēng)管道在內(nèi)的“新風(fēng)及循環(huán)凈化器系統(tǒng)”。

圖四所示，新風(fēng)機負(fù)責(zé)引進室外空氣，通過全熱交換和凈化過濾處理后通過管道送入到室內(nèi)相應(yīng)點位，再由室內(nèi)相應(yīng)位置的循環(huán)式凈化器做進一步深度的空氣凈化處理，以便于居室每一個房間每一個角落都能享受清新的凈化空氣。

后端的循環(huán)式空氣凈化器，可以是前面講到的形式放置于合適的位置，也可以是后面會討論的配合家居電器一體的符合傳統(tǒng)家庭裝飾的常用家電式樣的漂亮的空氣凈化器。

這種形式，安裝比較復(fù)雜，需要配合家裝的設(shè)計和安裝，好處是無論是感觀還是使用舒適性都能做到最好。

1.5整合空氣凈化功能的家居電器

現(xiàn)代社會很大比例人們已經(jīng)不再停留在溫飽的階段，尤其是采取任何形式的家庭空氣凈化處理的人絕大部分都對整潔，美觀的家居環(huán)境有著不低的要求。獨立擺放（安裝）的空氣凈化器多少讓人感覺家中多了一個礙事的玩意，或影響空間，或影響視覺。

因此，綁定業(yè)已得到人們接受的各種家用電器，嵌入空氣凈化器的功能，將是不錯的選擇。筆者覺得家用空調(diào)器和吸頂燈具都是好的結(jié)合標(biāo)的物。

圖五所示為蘇州艾爾新凈化科技有限公司的專利產(chǎn)品“一體式燈具凈化器”，該產(chǎn)品外觀設(shè)計粗看就是一組家居常用的吸頂燈，但其兼具空氣凈化器的功能，用戶可以通過燈具控制開關(guān)或者遙控器對機器進行控制，控制包括照明燈的開和關(guān)，凈化器的開、關(guān)，以及凈化器運行檔位的調(diào)節(jié)等等。在這臺燈具凈化器內(nèi)部，對灰塵顆粒的粗、中效過濾，對氣味顆粒的吸附過濾，對有機有毒成分的納米光催化分解去除，以及負(fù)氧離子的發(fā)生等一應(yīng)俱全。

吸頂燈具正常都安裝在每一個房間的居中頂部，因此這個凈化器具有最好的安裝位置，通暢的空氣流通許可，使得房間內(nèi)部的氣流組織極好，能極大地發(fā)揮空氣凈化器的作用，使得整個房間都能得到良好的空氣凈化。

2.現(xiàn)代電子通訊工具的遠程家庭凈化監(jiān)控

傳統(tǒng)的空氣凈化器控制方式無外乎設(shè)備端按鈕控制，觸摸屏按鈕控制，室內(nèi)遙控控制，或者室內(nèi)電腦界面控制，所有這些控制或設(shè)備運行情況，運行效果的查詢都需要使用者在凈化器所工作的場所進行。人們在遠離住宅的工作單位或者出差途中能對家里的空氣質(zhì)量狀況或者設(shè)備運行狀況有了解甚至異地控已經(jīng)是一個實現(xiàn)了的夢想。

圖七示凈化器網(wǎng)路控制拓?fù)鋱D實現(xiàn)了艾爾新民用空氣凈化器的異地遠程查詢和控制。人們在遠離凈化器運行工作的遠程端可以方便地打開手機APP控制軟件，通過手機信號經(jīng)由移動基站與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)溝通，借助網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與安裝有空氣凈化器的家庭網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換即能查詢到空氣凈化器的運行狀態(tài)、相應(yīng)的實時空氣質(zhì)量狀況，并能做相應(yīng)的運行控制。

3.結(jié)語

（1）飽受霧霾天氣對健康危害的今天，在室內(nèi)安裝使用空氣凈化器是我們減少受霧霾傷害的有效方法；

（2）針對不同的住宅裝修條件和經(jīng)濟條件，我們可以有不同的選擇：已經(jīng)裝修好，不想大動干戈的用戶，可以購買獨立的循環(huán)式空氣凈化器，即插即用；對新鮮空氣有要求的人可以選用獨立的新風(fēng)凈化器，引進室外新風(fēng)熱交換并凈化處理后，不開窗也能讓家里有潔凈的新鮮空氣，還節(jié)能；正想裝修的經(jīng)濟條件較好的人，可以裝修設(shè)計時一并考慮安裝新風(fēng)凈化器和各個房間內(nèi)的獨立循環(huán)空氣凈化器，整潔、美觀的同時盡情享受舒適的新鮮潔凈空氣；開車出行的人們則可以選用車載空氣凈化器，多用途的微型凈化器同時也能方便的讓你在辦公桌面享受潔凈空氣。

（3）現(xiàn)代通訊技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用讓你可以在遠端實時了解并控制家中的空氣質(zhì)量狀況。

參考文獻：

[1]許鐘麟.《空氣潔凈技術(shù)原理》，同濟大學(xué)出版社，2001。

[2]國家標(biāo)準(zhǔn).《GBT 18801-2008空氣凈化器》，2014 .