智能负氧离子空气净化器方案探究

贾 舵 鲁鸿成 徐佳琳

沈阳工业大学石油化工学院，辽宁 辽阳 111003

智能负氧离子空气净化器方案探究

贾 舵 鲁鸿成 徐佳琳

沈阳工业大学石油化工学院，辽宁 辽阳 111003

项目主要研究利用静电、负氧离子、活性炭光触媒、等多种方式除去空气中的PM2.5、甲醛、等有害物质和空气中的异味，并实现对空气中温度、湿度、和各种有害物质的浓度的监测。将这些数据传输到网络，通过手机APP来监测空气质量并控制净化器，实现空气净化器的智能化。

空气净化；智能；负氧离子；光触媒

随着经济的发展，空气污染也越来越严重，更多人开始重视空气质量对生活的影响，于是对空气净化器产生了急切的需求。

目前阶段，空气净化器的市场保有量很低。据统计，拥有空气净化器的家庭数目不足十分之一，市场远未饱和，具有很大的销售潜力。

空气净化器技术门槛很低，目前主要采用碳吸附技术。同时，中国的空气净化器行业还处于高速增长期，整体利润都很高，空气净化器毛利率至少达到100%。

如果设计出新型智能静电式负氧离子空气净化改良装置，并通过手机APP来监测空气质量并控制净化器，实现空气净化器的智能化，就能更好的满足市场的需要。

一、智能化

随着互联网技术的发展，以智能手机作为标治，越来越多的产品被贴上了智能化的标签，智能化家居也应运而生。对于空气净化器，是否智能化很大程度上决定着使用体验的好坏。该功能要求能通过移动终端操作空气净化器，实现家居互联，并改变空气净化模式，监测空气质量，估计空气净化效果，实现自动调节空气质量。

二、易于后期维护

传统式空气净化器最大的问题在于后期维护不便，购买空气净化器的支出只是一小部分，购买后还需要持续投入进行繁琐的维护，不仅维护费用高昂，还会令使用体验大打折扣。后期可维护性，必然成为空气净化器的考量指标。

对于简化后期维护，可以通过模块化处理和改变空气净化工艺来实现。

模块化处理后，维修时可以直接更换模块，简化了后期维护方式，改变空气净化工艺，可以延长部件的寿命，减少维护次数。

三、低耗材的净化方式

传统的净化器采用HEPA滤网进行净化，虽然净化效果较好，但每隔一段时间就要更换滤网，在空气质量较差的情况下更换频率更甚。造成了高昂的后期维护成本，此问题可以通过改变净化方式来进行优化。目前新型的净化方式主要为静电式空气净化和负氧离子空气净化方式。

静电式空气净化是通过高压电使空气中污染物带电，然后用集尘装置捕集吸附了带电粒子的空气尘埃，达到净化空气目的。只需清洗，不需更换，便于后期维护。但是静电式空气净化会产生大量臭氧，适量的臭氧可以杀菌，过量的臭氧有损人体健康，需要后续的工艺将臭氧控制在适宜的浓度范围内。

负氧离子空气净化是利用负离子本身具有的除尘降尘特性来对室内空气进行优化，有效避免滤网式空气净化器需要定期更换滤网，净化不彻底，容易形成二次污染等弊端。

四、多种方式，全面净化

空气环境日益恶劣，污染物多种多样，空气净化器要有除去多种空气污染物的能力。限于当前技术制约，没有方案能将空气中的污染物一次性除去，为达到全面净化的目的，需要将多种空气净化方式组合使用。

(一)静电除尘

静电除尘在工业领域已应用多年，使用相对的平行极板交替连接在高压直流电源的两端，产生强电场，使部分空气电离，令部分污染物颗粒带电，并被吸附到极板上，PM2.5、PM10等污染物可以在此被大量除去。极板可以长期使用。

负氧离子可以中和在静电除尘中产生的对人体有害的正离子，且负氧离子由于布朗运动可以到达室内各处，能够主动与污染物凝聚成团，主动将其沉降。PM2.5、PM10等污染物可以基本在此被除去。极板可以长期使用。相较于HEPA滤网，无需频繁更换。

(二)活性炭净化

活性炭是常用的一类空气净化材料，为物理吸附原理，主要用来吸附空气中的微量有毒气体，氨气、甲醛、苯类等污染物。可以对装修后的异味进行吸附，无污染，无毒、无副作用，可靠放心。但需定期更换。

(三)光触媒净化

光触媒是一种具有光催化功能的光半导体材料的总称，能在紫外光线的作用下，产生强烈催化降解功能：能有效地将空气中甲醛等有毒有害气体降解为水和二氧化碳等无机物，从而达到净化空气的目的。将以上净化方式组合到一起，便能将空气中多变的污染物有效除去。

五、可定制模块化

使用环境不同，则对空气净化的需求也会有较大不同，将不同的功能部分制作成不同的模块，使用统一的标准接口，进行相应组合，以满足不同用户不同环境下的需求，且便于后期维护。

灰尘较多则采用静电净化模块，新装修室内则可采用活性炭模块与光触媒模块。

在后期维护中，遇到模块损坏或达到使用寿命，则可自行更换相应模块，减少后期维护步骤与成本。

六、结论

在当今空气质量日益恶化的大环境下，用户需要一台简单好用且高效的空气净化器，以提高生活水平。净化室内空气只能解决燃眉之急，并不能从根本上解决问题，只有改善环境，提高大环境的空气质量才是正确的解决办法，才能彻底解决空气污染对人们生活的影响。家用空气净化器本就是一个不应存在的产品，但对于目前阶段，仍非常具有市场潜力。

[1]石芳芳，邱利民，于川，张林，宋佳，严仁远.室内空气净化技术及产品综述.制冷学报，2014(5):14-18.

[2]张长斌，贺泓，王莲，姜风，邢焕，赵倩，暴伟.负载型贵金属催化剂用于室催化氧化甲醛和室内空气净化.科学通报，2009(3):278-286.

[3]汤云峰.空气净化器智能化系统的设计与实现.东南大学，2015.

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