智能負氧離子空氣凈化器方案探究

賈 舵 魯鴻成 徐佳琳

沈陽工業大學石油化工學院，遼寧 遼陽 111003

智能負氧離子空氣凈化器方案探究

賈 舵 魯鴻成 徐佳琳

沈陽工業大學石油化工學院，遼寧 遼陽 111003

項目主要研究利用靜電、負氧離子、活性炭光觸媒、等多種方式除去空氣中的PM2.5、甲醛、等有害物質和空氣中的異味，并實現對空氣中溫度、濕度、和各種有害物質的濃度的監測。將這些數據傳輸到網絡，通過手機APP來監測空氣質量并控制凈化器，實現空氣凈化器的智能化。

空氣凈化；智能；負氧離子；光觸媒

隨著經濟的發展，空氣污染也越來越嚴重，更多人開始重視空氣質量對生活的影響，于是對空氣凈化器產生了急切的需求。

目前階段，空氣凈化器的市場保有量很低。據統計，擁有空氣凈化器的家庭數目不足十分之一，市場遠未飽和，具有很大的銷售潛力。

空氣凈化器技術門檻很低，目前主要采用碳吸附技術。同時，中國的空氣凈化器行業還處于高速增長期，整體利潤都很高，空氣凈化器毛利率至少達到100%。

如果設計出新型智能靜電式負氧離子空氣凈化改良裝置，并通過手機APP來監測空氣質量并控制凈化器，實現空氣凈化器的智能化，就能更好的滿足市場的需要。

一、智能化

隨著互聯網技術的發展，以智能手機作為標治，越來越多的產品被貼上了智能化的標簽，智能化家居也應運而生。對于空氣凈化器，是否智能化很大程度上決定著使用體驗的好壞。該功能要求能通過移動終端操作空氣凈化器，實現家居互聯，并改變空氣凈化模式，監測空氣質量，估計空氣凈化效果，實現自動調節空氣質量。

二、易于后期維護

傳統式空氣凈化器最大的問題在于后期維護不便，購買空氣凈化器的支出只是一小部分，購買后還需要持續投入進行繁瑣的維護，不僅維護費用高昂，還會令使用體驗大打折扣。后期可維護性，必然成為空氣凈化器的考量指標。

對于簡化后期維護，可以通過模塊化處理和改變空氣凈化工藝來實現。

模塊化處理后，維修時可以直接更換模塊，簡化了后期維護方式，改變空氣凈化工藝，可以延長部件的壽命，減少維護次數。

三、低耗材的凈化方式

傳統的凈化器采用HEPA濾網進行凈化，雖然凈化效果較好，但每隔一段時間就要更換濾網，在空氣質量較差的情況下更換頻率更甚。造成了高昂的后期維護成本，此問題可以通過改變凈化方式來進行優化。目前新型的凈化方式主要為靜電式空氣凈化和負氧離子空氣凈化方式。

靜電式空氣凈化是通過高壓電使空氣中污染物帶電，然后用集塵裝置捕集吸附了帶電粒子的空氣塵埃，達到凈化空氣目的。只需清洗，不需更換，便于后期維護。但是靜電式空氣凈化會產生大量臭氧，適量的臭氧可以殺菌，過量的臭氧有損人體健康，需要后續的工藝將臭氧控制在適宜的濃度范圍內。

負氧離子空氣凈化是利用負離子本身具有的除塵降塵特性來對室內空氣進行優化，有效避免濾網式空氣凈化器需要定期更換濾網，凈化不徹底，容易形成二次污染等弊端。

四、多種方式，全面凈化

空氣環境日益惡劣，污染物多種多樣，空氣凈化器要有除去多種空氣污染物的能力。限于當前技術制約，沒有方案能將空氣中的污染物一次性除去，為達到全面凈化的目的，需要將多種空氣凈化方式組合使用。

(一)靜電除塵

靜電除塵在工業領域已應用多年，使用相對的平行極板交替連接在高壓直流電源的兩端，產生強電場，使部分空氣電離，令部分污染物顆粒帶電，并被吸附到極板上，PM2.5、PM10等污染物可以在此被大量除去。極板可以長期使用。

負氧離子可以中和在靜電除塵中產生的對人體有害的正離子，且負氧離子由于布朗運動可以到達室內各處，能夠主動與污染物凝聚成團，主動將其沉降。PM2.5、PM10等污染物可以基本在此被除去。極板可以長期使用。相較于HEPA濾網，無需頻繁更換。

(二)活性炭凈化

活性炭是常用的一類空氣凈化材料，為物理吸附原理，主要用來吸附空氣中的微量有毒氣體，氨氣、甲醛、苯類等污染物。可以對裝修后的異味進行吸附，無污染，無毒、無副作用，可靠放心。但需定期更換。

(三)光觸媒凈化

光觸媒是一種具有光催化功能的光半導體材料的總稱，能在紫外光線的作用下，產生強烈催化降解功能：能有效地將空氣中甲醛等有毒有害氣體降解為水和二氧化碳等無機物，從而達到凈化空氣的目的。將以上凈化方式組合到一起，便能將空氣中多變的污染物有效除去。

五、可定制模塊化

使用環境不同，則對空氣凈化的需求也會有較大不同，將不同的功能部分制作成不同的模塊，使用統一的標準接口，進行相應組合，以滿足不同用戶不同環境下的需求，且便于后期維護。

灰塵較多則采用靜電凈化模塊，新裝修室內則可采用活性炭模塊與光觸媒模塊。

在后期維護中，遇到模塊損壞或達到使用壽命，則可自行更換相應模塊，減少后期維護步驟與成本。

六、結論

在當今空氣質量日益惡化的大環境下，用戶需要一臺簡單好用且高效的空氣凈化器，以提高生活水平。凈化室內空氣只能解決燃眉之急，并不能從根本上解決問題，只有改善環境，提高大環境的空氣質量才是正確的解決辦法，才能徹底解決空氣污染對人們生活的影響。家用空氣凈化器本就是一個不應存在的產品，但對于目前階段，仍非常具有市場潛力。

[1]石芳芳，邱利民，于川，張林，宋佳，嚴仁遠.室內空氣凈化技術及產品綜述.制冷學報，2014(5):14-18.

[2]張長斌，賀泓，王蓮，姜風，邢煥，趙倩，暴偉.負載型貴金屬催化劑用于室催化氧化甲醛和室內空氣凈化.科學通報，2009(3):278-286.

[3]湯云峰.空氣凈化器智能化系統的設計與實現.東南大學，2015.

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