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空气净化器
来源:深圳市赛亿科技开发有限公司作者:日期:2015-03-13 16:02:44点击:5149次
空气净化器又称“空气清洁器”、空气清新机、净化器,是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等),有效提高空气清洁度的产品,主要分为家用 、商用、工业、楼宇。
空气净化器中有多种不同的技术和介质,使它能够向用户提供清洁和安全的空气。常用的空气净化技术有:吸附技术、负(正)离子技术、催化技术、光触媒技术、超结构光矿化技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等;材料技术主要有:光触媒、活性炭、合成纤维、HEAP高效材料、负离子发生器等。现有的空气净化器多采为复合型,即同时采用了多种净化技术和材料介质。
中文名
空气净化器
外文名
Air Purifier
主要功效
除甲醛、除PM2.5、除异味、烟气
适用范围
室内

1产生背景

WHO的研究报告显示,2012年全球因厨房空气污染导致死亡的430万人中,患中风的占到了34%,慢性阻塞性肺疾病和缺血性心脏病分别是22%和26%,而死于肺癌的约占6%。 
英国著名医学杂志《柳叶刀》上一项关于疾病风险评估的研究项目中,已将厨房空气污染(烟雾)列为高血压、吸烟和酗酒之后最大的健康隐患。每年因持续吸入厨房用火所产生的烟雾而死亡的人数,比疟疾、结核病和艾滋病的致死总数还要多。
美国的《国家癌症学会杂志》上关于中国农民的研究,同样印证了厨房空气污染对人健康的影响。参加研究的中国和美国科学家在云南省调查了两万多名农民发现,家中炉灶没有通风设备的农民患肺癌的概率,大约是那些在家中增建了烟囱或通风设备的农民的两倍。研究人员表示,在导致肺癌的程度上,使用没有通风设备的炉灶与吸烟差不多。 
空气净化器又称能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等),有效提高空气清洁度的产品,主要应用于家用 、商用、工业、楼宇。 

4应用领域

空气净化器在居家、医疗、工业领域均有应用,居家领域以单机类的家用空气净化器为市场的主流产品。最主要的功能是去除空气中的颗粒物,包括过敏原、室内的PM2.5等,同时还可以解决由于装修或者其他原因导致的室内、地下空间、车内挥发性有机物空气污染问题。由于相对封闭的空间中空气污染物的释放有持久性和不确定性的特点,因此使用空气净化器净化室内空气是国际公认的改善室内空气质量的方法之一。 

5净化技术

滤网技术

HEPA滤网
高效微粒空气过滤器(HEPA)是空气净化中使用的最热门的技术之一。标准的HEPA过滤器能够吸纳99.7%大小为0.3微米的悬浮微粒(0.3微米是最难过滤的大小),但是它的风阻也相对比较大,一般很少用在空气净化器中,实际空气净化器厂家宣称的HEPA其实是不是真正的HEPA它的过滤效率比HEPA稍低,风阻也相对较低。不管是真正的HEPA还是宣传的HEPA都是使吸进的空气更清新、洁净。过滤器吸收化学烟雾、细菌、尘埃微粒及花粉,经空气净化器过滤后,空气中就没有这些污染物。
HEPA滤网的优点是有效安全,是去除空气中颗粒污染物的最主要技术,但缺点是只能滤除悬浮微粒、无法滤除有害气体。使用HEPA的空气清净机要有良好的气密设计,否则空气会绕过滤网而失去过滤效果。
静电驻极滤网技术
利用加载静电驻极的无纺布来集尘,是升级版的HEPA技术。优点是低风阻,高效率,高容尘量,最主要的是安全。以市面上的“高效静电空气过滤网”为代表, 采用突破性携带永久静电的滤材,有效阻隔空气中大于0.1微米的颗粒污染物,如粉尘、毛屑、花粉、细菌等,同时超低阻抗确保节能。此外,深度容尘设计确保使用寿命更长。截至2013年,在家庭及车载空调(如上汽、大众、通用等知名品牌畅销车型)以及一些商用建筑领域(如鸟巢、北京饭店、首都机场三期)得到广泛应用。
活性炭滤网
空气净化活性碳是一种国际公认的高效吸附材料,早在“一战”时,它就被应用于防毒面具。活性碳被广泛用于汽车或者室内的空气净化。活性碳是一种多孔的含碳物质,其发达的空隙结构使它具有很大的表面积,所以很容易与空气中的有毒有害气体充分接触,活性碳孔周围强大的吸附力场会立即将有毒气体分子吸入孔内,所以活性碳具有极强的吸附能力也是去除气态污染物的主要技术。活性炭吸附技术主要分为两类:物理吸附和化学吸附。
物理吸附主要是针对大分子有机气体(例如苯类等TVOC)通过活性炭自身的微孔结构吸附这些大分子污染物。化学吸附主要针对一些小分子气态污染物例如(甲醛,硫化氢,氮氧化物等),因为小分子气体被吸附后很容易再次脱开形成二次污染,所以要对活性炭进行化学处理,使得被吸附的气体与化学成分发生反应,从而达到吸附效果。

集尘技术

利用高压静电吸附的原理去除空气中的微粒污染物,如灰尘、煤烟、花粉、香烟味和厨房油烟等。该技术的缺点是容易产生臭氧,而且只对颗粒物等大粒子气体有效果。其缺点是需要注意电器安全性问题(高压有时会达到几万伏),清洗困难,而且容易产生臭氧,必须妥善设计让臭氧排出量降至安全浓度以下。
臭氧可以杀菌,在杀灭一些病毒细菌的同时也可能杀灭人体白细胞,有导致癌变的可能。因此一般不用于家用空气净化产品臭氧因子主要是用来对空气进行灭菌消毒,臭氧是一种世界公认高效的灭菌解毒氧化剂,可高效分解各类装修污染物,快速杀灭各种病毒和细菌。能满足刚装修完和阶段性专门静态治理,但因为臭氧所具有的强氧化作用,会对人产生伤害,加速物体表面老化,需要提示的是这种处理方法需要人员回避,定时处理完30分钟后自动还原为氧气,是一种没有任何化学残留的绿色氧化分解剂。
紫外线在机器内部使用紫外线灯消毒杀菌,但是也容易产生过多臭氧。要达到有效的消毒功能必须保证一定的照射时间,空气净化器一般风速较大,因此紫外杀菌能力有限,并且人体不能长时间收到紫外照射,对其密封要严密。

物理技术

光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,它涂布于基材表面,在光线的作用下,产生催化降解功能,能降解空气中有毒有害气体,好的、带紫外光源的光催化空气净化装置, 其净化效率为3%( 按装置进、出风口污染物浓度差别计算) , 最好的也未达到5% 。因此其净化效率非常低,并且有关研究表明光催化过程中会产生剧毒中间产物。
负离子和等离子体法
是通过使空气中的颗粒物带电,聚结形成较大颗粒而沉降,但颗粒物实际上并未移除,只是附着于附近的表面上,易导致再次扬尘。高压离子技术在工作过程中会产生臭氧等副产物。

生物技术

倍半萜类化合物 在植物体内常以醇、酮、内酯等等形式存在于挥发油中,具有较强的香气和生物活性,可有效的对空气中的颗粒物 、细菌等进行消解,具有杀菌、去除异味、增加空气含氧量、保持空气清新等作用。这种植物自身带有一定气味留在空气中,一旦完成氧化进程气味会迅速消失。而不像其它植物精油弥留很久。有效成份萜类小分子同时将醛、苯、醚类有害污染物质包围、氧化、分解、清除或无害化,并增加了空气中的有效氧含量,对人体的呼吸系统功能有明显提高,在亚洲发达国家,新加坡,日本,香港,台湾,已经率先使用该技术进行城市、家居,汽车内空气的净化处理。随着港澳台交流沟通的日益频繁,此技术也随之进入中国大陆。

聚解技术

ncco氧聚解是一个专门处理及分解空气中的气体污染物的技术,不能用于处理固体污染物。
  纳米材料可根据污染 物的特性调节,提高系统对特定污染物的处理能力。
  纳米材料吸附污染物后,可利用活氧分解污染物并不断再生。这不但能使系统寿命大大延长,更能令提升处理污染物 的容量。
  活氧于纳米材料中进行的污染物分解过程,比在空气中进行快得多。加上纳米材料中添加了催化剂,进一步提高污染物被活氧分解的速度。
不能处理那些难以分 解的非气体性污染物,如油及尘埃等。纳米材料中的纳米孔道更会被这些物质所堵塞,失去处理污染物的能力。

矿化分解

该项技术系采用矿化分解的方法制成微纳结构材料,改进其吸附能力,提高对光的响应能力,激活能量从紫外光突破到可见光,促进载流子分离,减少复合机率,将降解污染物的效率提升了两个量级,矿化率提高85%。经国家室内环境与室内环保产品质量监督检验中心权威检测矿化甲醛处理率达87%。该技术成功实现了光催化材料的负载,并保持了纳米粉体的高活性,将废水废气中的有机污染物快速矿化成CO2和H2O。

6发展历程

1823年,约翰和查尔斯·迪恩发明了一种新型烟雾防护装置,可使消防队员在灭火时避免烟雾侵袭 。 
1854年,一个名叫约翰斯·滕豪斯的人在前辈发明的基础上又取得新进展:通过数次尝试,他了解到向空气过滤器中加入木炭可从空气中过滤出有害和有毒气体。
滤网滤网
二战期间,美国政府开始进行放射性物质研究,他们需要研制出一种方式过滤出所有有害颗粒,以保持空气清洁,使科学家可以呼吸,于是HEPA过滤器应运而生。
20世纪50、60年代,HEPA过滤器一度非常流行,HEPA是个过滤标准,即针对0.3微米的颗粒物,有超过99.97%的过滤效率,它讲求的单次过滤效率。在空气净化器中,达到HEPA标准的滤网风阻太高,而并不适用。
20世纪80年代 ,空气净化的重点已经转向空气净化方式,如家庭空气净化器。过去的过滤器在去除空气中的恶臭、有毒化学品和有毒气体方面非常好,但不能去除霉菌孢子、病毒或细菌,而新的家庭和写字间用空气净化器,不仅 能清洁空气中的有毒气体,还能净化空气,去除空气中的细菌、病毒、灰尘、花粉、霉菌孢子等。
从二十世纪90年代后期开始,随着除菌除臭需求增加,空气净化器领域掀起了一股“抗菌热”。空气净化器也在1996年采用光催化剂滤芯提高了除菌除臭性能。
在2002年以后,受到SARS的蔓延、新型流感流行等影响,人们对空气净化器抗病毒的需求越来越大。开发并为空气净化器配备了“流光能”技术。该技空气净化器术是利用分解(氧化)滤芯捕捉细菌和病毒。
2008年,在清除空气中有害物质的对策之外,为了满足消除房间干燥的需求,空气净化器又增加了“加湿功能”。
截至2013年,市场上绝大多数的空气净化器,特别是万元以下的空气净化器,其颗粒物滤网都不能称之为“HEPA”。

7工作原理

空气净化器主要由马达、风扇、空气过滤网等系统组成,其工作原理为:机器内的马达和风扇使室内空气循环流动,污染的空气通过机内的空气过滤网后将各种污染物清除或吸附,某些型号的空气净化器还会在出风口的加装负离子发生器(工作时负离子发生器中的高压产生直流负高压),将空气不断电离,产生大量负离子,被微风扇送出,形成负离子气流,达到清洁、净化空气的目的。 
被动吸附过滤式的净化原理(滤网净化类)
被动式空气净化器的主要原理是:用风机将空气抽入机器,通过内置的滤网过滤空气,主要能够起到过滤粉尘、异味、有毒气体和杀灭部分细菌的作用。而滤网主要分为:颗粒物滤网和有机物滤网。颗粒物滤网 
又分为粗效滤网、和细颗粒物滤网.
这类产品的风机以及滤网的质量决定了空气净化的效果,机器放置的位置以及室内的布局也会影响净化效果。
主动式的净化原理(无滤网型)
主动式的空气净化器的原理与被动式空气净化原理的根本 区别就在于,主动式的空气净化器摆脱了风机与滤网的限制,不是被动的等待室内空气被抽入净化器内进行过滤净化,而是有效、主动的向空气中释放净化灭菌因子,通过空气会扩散的特点,到达室内的各个角落对空气进行无死角净化。
市场上净化灭菌因子的技术主要有银离子技术、负离子技术、低温等离子技术、光触媒技术和净离子群离子技术等,该类产品最大的缺陷就是臭氧释放量超标的问题。
双重净化类(主动净化+被动净化)
这种净化器其 实就是将被动式净化的技术与主动净化类的技术进行结合。

8净化效果

首先
过滤过程过滤过程
空气净化效率 来比较。被动式吸附净化模式的空气净化器由于大多采用风机+滤网的模式进行空气净化,风利用空气的流动就难免存在死角,因此被动式的空气净化大多只能在空气净化器放置的周围产生一定的净化效果,很长时间才能将室内空气全部过滤一遍,很难对整个室内环境的净 化产生效果。
主动式的空气净化是利用空气的弥漫性的特点将净化因子到达各个角落进行空气净化,空气能够弥漫到的地方均可以产生净化效果。拿负离子空气净化器进行比较发现,对空气中释放负离子后,负离子能够主动出击、寻找空气中的污染颗粒物,并与其凝聚成团,主动将其沉降。仅从这一点来说,主动式的空气净化就有着比较明显的优越性。
其次是对小颗粒空气污染物的清除效果进行比较。空气污染物中对人危害最大的就是直径小于2.5微米的细颗粒物(即PM2.5,医学上叫可入肺颗粒物)。而经过实验研究发现,对于PM2.5等这些细小颗粒物,被动式的净化模式显得无能为力,PM2.5等小微粒能轻易透过滤网、活性炭等物质,重新进入空气中危害人体健康。而用基于主动净化原理进行空气净化的负离子空气净化器进行对比发现,空气中小粒径的负离子不仅能够轻易去除空气中的大粒径颗粒物,而且对于空气净化器直径小于0.01洀、在工业上难以除去的微粒飘尘,有百分之百的沉降去除效果。仿大自然的生态级负离子生成技术已经问世,其特点是粒径小、活性高,以其优异的扩散效果和保健效果达到更佳的空气优化效果。
最后是对空气 处理的 质量进行对比分析。研究发现,被动式的空气净化原理下,如果其滤网孔径能足够小对于空气处理的结果只能达到净化的目的,即只能得到“干净”的空气;而负离子空气净化器则不同,不仅能够有效去除空气中的颗粒污染物、分解甲醛等有害气体,向室内环境提供干净的空气,还可以向室内环境提供对人体疗养保健有着高效作用的空气负离子,使室内空气质量达到“健康空气”的标准。