智能立式空氣凈化器設計探究

摘? ? 要：凈化是空氣凈化器的主要功能之一，面對污染程度日益加劇的大氣環境，人們積極采用空氣凈化技術改善室內環境質量，這是促進空氣凈化器高頻率使用的主要原因之一。為進一步優化空氣凈化器凈化功能，本文設計了一種倒“T”型智能凈化器裝置，實踐表明其能明顯提升對污染的智能化水平。

關鍵詞：空氣凈化器;智能立式;凈化功能;設計研究

1? 引言

空氣凈化器是優化現代群體生活質量的重要基礎設施之一，其和人們生活健康水平存在密切相關性。伴隨綠色節能、可持續發展等現代理念陸續提出，越來越多的人開始重視室內空氣質量，這促進了空氣凈化器的應用過程。加強智能立式空氣凈化器的設計開發，能使該產品對人類社會健康發展提供更優質服務。

2? 智能立式空氣凈化器的設計原則

（1）易用性：實質上就是指設備易于操作及使用的程度，這是凈化器設計期間務必考慮的問題之一，比如是否存有冗余或繁雜的操控流程等，且空氣凈化器設計期間所選用的材料均應持有節能環保屬性。

（2）安全性：風扇葉片是空氣凈化器的基礎部件，為保證凈化器運行過程中的安全性，應加強電源線及插頭等設施質量控制，力爭將漏電事件發生率降至最低。

（3）系統性：從宏觀層面上分析，空氣凈化器的構成以物質、能量及信息三大項為主，設計的系統性要產品操控程序與個體邏輯思維有一定契合點，主輔功能完美配合，內部結構設計符合設計工程學等理論[1]。

3? 系統硬件總結構

本研究基于空氣流動學原理設計智能立式空氣凈化器，擬定使用倒“T”型空氣輸注形式，見圖1[2]。在風機驅動下空氣被通入至下部兩端進風口后，粒徑相對較大的固體顆粒污物將被濾除，隨即整合至凈化器內，在擋風葉片安置于圓筒狀柱體上，且葉片下部開設了數量適宜孔洞，其目的是促進空氣順沿百葉旋上過程中順利整合至圓筒內部，隨即便會有新風經本系統上方排風口被輸送至外部環境中。

本系統在設計中，將HAPE濾紙安置于進氣門位置及抽風機前部，以上設計行為的宗旨以防電機運作期間形成的靜電降低小型顆粒物的凈化率，也能規避凈化器被二次污染的問題，維持各個工序工況條件滿足微風、安靜無雜音、結構純度系數高的條件中。把HAPE濾紙規劃設計為V型折疊結構，有益于拓展濾料面積;濾紙風阻、風壓依次為12.8Pa、12Pa。經測算后發現，該類型濾紙濾過的污物內徑>0.3μm。

針對本系統的光催化模板，其在設計期間主要遵照如下流程：先把濾紙安固在PVC軟料板上，隨即對將其卷制成直筒型黑盒，而后把波長為254mm的紫外線定固定黑盒內部適宜方位，整合經濾紙濾過處理的空氣，紫外線能發揮破壞細菌結構完整性的作用，殺菌效果優良。

在光催化反應過程中，二氧化鈦（TiO2）能形成強氧化例子，以光生空穴（H+）、羥基自由基（·OH）燈較為常見，以上離子的破壞力超強，能使有機物化合鍵嚴重破損，最終降解產物是CO2、H2O等諸多簡易性分子，以上過程也能保證CO、H2S等污染物分解效果。

4? 智能控制系統分析

4.1? 智能設計

在空氣凈化器設計領域中，“智能控制”可以被理解為裝置能夠動態、不間斷的檢測字體所處環境的空氣品質，進而自動啟閉相關模塊功能，也會對功率模塊作出適度調改。

應用雙、單片機調控系統運作過程期間，兩者以串口為載體促進信息互動互通過程，保證運作的協調性。在空氣凈化器開關啟動后，一個單片機負責將設備啟用、讀命令傳遞給

傳感器，傳感器讀取相關信息后，會智能化的將相關數據傳送給另一個單片機，單片機依照預定電機轉速以及繼電器狀態調控的真實狀況，精確操控電機不運作以及運作狀態。

也可以通過手工形式調控凈化器運轉狀態。

在智能化運作工況下，室內空氣凈化器的運轉策略可以被理解為使用單片機對凈化器功率指標加以調控，收集裝置所處室內空氣污染指數等數據信息，確保凈化器運行功率設置的適宜性。采用單片機對雙向可控硅實施控制措施，能有效調整交流電機電壓指標大小，此時電機運轉速度會發生一定變動。

具體設計中，假定測量數據的PM2.5對應值是X，則作出如下規定[3]：

PM2.5：X<35 μg/m?，本系統停工不運作;

35300μg/m?電機運作功率在系統總功率所占比例分別為30%、60%、100%。

4.2 系統檢測

在樣機設計、調試工作整體完成后，把其平放在實驗臺上開展測試活動，初始階段因空氣質量偏好，除顯示出個別污物濃度之外，整體上顯示為“空氣質量良好”，閉合風機開關，殺菌燈停止運作，進入至智能化凈化調控模式中。實驗期間燃燒一根煙，將煙霧設為室內空氣污物，大概歷經21s后，屏幕有“質量一般”的提示，伴隨風機轉速增加，煙霧濃度增加一段時間后熄滅，隨之而來的是煙霧量有降低，熒屏呈現出“質量良好”字樣，而后風機轉速降低，4.8min后實驗室內煙霧消失殆盡，煙味也隨之消散，熒屏上再次做出“質量良好”的提示，此時空氣凈化器內各個凈化模塊均停止運作。

回顧本次實驗研究歷程，并統計實驗結果后，能認定該空氣凈化器符合室內空氣凈化相關標準要求。

5? 結束語

空氣凈化器裝置是最近幾年中研發的一種小型家用電器，本課題在研究期間取得的設計成績具有一定經濟效益，設計出立式倒“T”式結構，有機組合并合理應用多種凈化模塊，將單片機設定為控制系統運作模式的核心部件，有操作流程簡易、運作過程安全可靠等多種優勢，后續設計研究中應將重點放置于提升結構美觀性、運行高效性等方面上，以促進新型產品產出過程。

參考文獻：

[1] 王帥，張楠，王晨光，等.Fresh Air智能空氣凈化器的營銷策劃[J].產業與科技論壇，2019（3）：232～233.

[2] 章麗娜，孟博，周大勇，等.智能動態測定型空氣凈化器檢測用環境試驗艙的研制與評價[J].中國標準化，2019（2）：251～252+254.

[3] 郭桂綿，鐘志浮，侯斌，等，羅中良.WiFi控制的智能空氣凈化器設計[J].日用電器，2018（8）：11～14.