探究家用多功能空氣凈化器的設計及研究

張俊

摘要：隨著近幾年霧霾現象的持續加重，我國的空氣質量不容樂觀，面對著空氣質量的不斷惡化，民眾對空氣凈化器的需求開始增加，他們想在加重保全這一片最后的凈土，但是傳統的空氣凈化器是針對甲醛等裝修中出現的有害化學物質而設計的，面對PM2.5等有害物質難以發揮作用，因此需要多功能空氣凈化器的出現才能夠滿足民眾的需求，改善家中空氣的質量。

關鍵詞：家用多功能空氣凈化器；設計；研究

一、家用多功能空氣凈化器的效果與設計思路

（一）家用多功能空氣凈化器的效果

首先，其中包含兩層凈化層，第一層針對空氣中的PM2.5等有害物質，第二層針對空氣中的異味，能夠去除PM2.5是多功能空氣凈化器與傳統凈化器相比的最大不同，能夠有效的提高室內的空氣質量，而且用于制作第一層凈化層的材料是微孔陶瓷板，這種材料價格低廉而且品質較好，利于更換，讓家用多功能空氣凈化器變得物美價廉。而且在進行凈化時，空氣的流動方式是從下到上的，在重力效果下，會造成PM2.5等有害物質的沉積，清除效果變得更為明顯。

其次，在第一凈化層與第二凈化層上對微孔陶瓷板與活性炭進行了設置，這二者一個可以造成有害物質的沉積，而另一個可以對有害物質進行吸附，加大了多功能空氣凈化器的清除效果，并且著兩種材料的更換也十分方便，可以保證多功能空氣凈化器的持續使用。

再次，微孔陶瓷板層的上方設有紫外線消毒燈與吹風系統，下方設有滾刷與噴水系統，凈化器可以利用吹風、刷洗以及光照消毒等方式對微孔陶瓷板自身的吸附能力進行恢復；活性炭層的下方設有加熱系統，上方設有排氣孔，兩方全部設有日光燈，加熱和光照有助于對被活性炭吸附的有害物質進行揮發，可以直接從排氣孔中排出，活性炭的吸附能力也因此得到恢復。

最后，在活性炭與微孔陶瓷板的清洗層之間設有隔離設置，避免被活性炭吸附后排出的有害氣體通過微孔陶瓷板再次進入室內，危害人體健康。

（二）家用多功能空氣凈化器的設計思路

清洗端與凈化段是家用多功能空氣凈化器的兩個組成部分。清洗端包括與第一凈化層處于相同高度的微孔陶瓷板層，與第二凈化層處于相同高度的活性炭層，微孔陶瓷板層包括紫外線消毒燈、吹風系統、滾刷與噴水系統，活性炭層包括加熱系統、排氣孔以及日光燈，二者之間設有隔離層；壓力傳感器在第一凈化層下方設置，氣體傳感器與定時器則在第二凈化層下方設置，日光燈使用無熒光燈與熒光燈均可。凈化段包括處理PM2.5的第一凈化層與處理空氣異味的第二凈化層，這兩層分別設置在凈化器的下方與上方，在第一凈化層的下方還設有吹風機，空氣在吹風機的效果下會經過第一凈化層與第二凈化層，第一凈化層上設有兩塊微孔陶瓷板，這些將形成空氣的第一次環狀導軌，第二凈化層上設有兩層活性炭，這些將形成工期的第二次環狀導軌。家用多功能空氣凈化器中還設有氣體傳感器，確保室內氣體都是無污染的，一旦出現問題可以再次進行凈化。

二、家用多功能空氣凈化器的具體設計

（一）電氣控制線路

這一電氣控制線路與電風扇較為類似，有兩種類型，第一種較為復雜，屬于電子控制類型，采用石英晶振、用于電風扇較多的集成電路以及雙向可控硅作為無觸點的開關，發光二極管與輕觸開關作為顯示與運轉設定，還有低壓直流電源、電阻以及電容等構成相對完整的控制線路，對通風電機的多檔顯示、轉換轉速、自然風模擬、凈化器工作狀態的顯示進行完成，將負高壓與負離子與高壓靜電裝置進行連接，負離子有能力將單獨的開關切斷，通電風機的通斷可以與簡單的電子線路進行同步。第二種較為簡單，一路電源利用負高壓發生器中生產出的負高壓為靜電高壓與負離子發生作用，另一路電源經過通風器的轉速。

目前市場上使用的多功能空氣凈化器多數都是才有了電子控制類型的方式，但是在使用這一線路時需要注意無線電干擾問題，電網中的電壓波動情況，在對其他家用電器進行使用時可能會引起多功能空氣凈化器的自動啟動與關閉，而且多功能空氣凈化器很容易對其他電器形成干擾，因此需要使用抗干擾性能較好的集成電路，并且進行對電源濾波裝置的安裝，形成獨特的濾波電路，將干擾降到最低。

（二）通風機

通風機一般由風葉與電機組成，它承擔的是吸入空氣與排出空氣的作用，其電機一般會使用電容式電動機或者單相交流罩極式電動機。通風量的設計決定了它的功率，上到幾十瓦，下到十幾瓦，都有可能出現，并且可以對檔級、轉速進行設置，滿足不同用戶對風量的不同需求。風葉有滾輪式、軸流式以及離心式等形狀，相同轉速下會產生不同的風量，發出的噪音程度也有所不同，在滿足要求的前提下建議使用低噪音的風葉。

（三）負高壓發生器

這是多功能空氣凈化器中的核心部件，它需要能夠產生5000v到6000v的負電壓，如果無法達到這樣的程度那么負離子的個數以及靜電場的效果全部會受到降低。可以使用220v的交流電變壓器經過高壓二極管、多級電容等組成的倍壓電路來進行負高壓的獲取。還可以使用部分低壓直流電子元件產生的脈沖電流經過變壓器的升壓處理可以達到1000v，之后在經過高壓二極管、多級電容等組成的倍壓電路來獲取負高壓。

（四）高壓靜電裝置

這一裝置的主要作用是除塵，因此來對凈化效率進行提高，建議使用5000v到6000v的金屬絲，最好使用鉬絲，保證入風口周圍的電場都帶有電荷，這樣一些細塵可以被微孔陶瓷板進行吸附，自一定程度對微孔陶瓷板的不足進行了彌補，也避免了小顆粒飄塵將活性炭表面吸附孔堵住的困境

三、家用多功能空氣凈化器的發展研究、

霧霾的泛濫與PM2.5現象的逐漸嚴重是推動家用多功能空氣凈化器發展的原因，因此在近幾年家用多功能空氣凈化器發展迅猛，市場上出現了很多種類的空氣凈化器，這些空氣凈化器不僅擁有較多的功能，其外觀也較原來更為美觀、華麗，功能效果與前文所述并無特別大的差別，但是面對著激烈的市場競爭這些空氣凈化器是需要做到這些的，目前國內市場與海外市場的開拓更需要空氣凈化器進行更新發展。目前，一款可遙控操作的紅外線家用多功能空氣凈化器開始進入人們的視野，這一空氣凈化器設有人體感應雷達、煙霧傳感器以及過濾顯示器等裝置，當空氣凈化器所處的空間空氣質量下降到一定程度時，空氣凈化器就會自動開啟，對環境中的污染程度進行顯示，自動對空氣進行凈化，或者當有人進入到這一空間時，空氣凈化器也會自動的開啟凈化模式，保證室內的空氣質量，一旦人離開了那么它就會自動停止工作。智能化、人性化將是家用多功能空氣凈化器在未來的研究方向。

結語

保證家庭空氣質量，遏制PM2.5在家中的蔓延是家用多功能空氣凈化器制造與投入使用的目的，這一機器的設計與制造相比原來需要有新的元素加入，改善原有的結構，向著新的方向進行發展。

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