室內的空氣中包含有令人感到不舒服的或對人體有害的各種物質,比如甲醛、PM2.5污染物、細菌、病毒、粉塵、花粉、煙草煙霧、呼出氣體等。尤其是近年來,由于房屋通常都是完全關閉的,所以這樣的有害物質易于聚集在室內。因此,常規地,會不時打開房間的窗戶以自然通風。但是,事實上,如果在空氣污染嚴重的區域、在家中或辦公室內都難以隨心所欲地實施自然通風。在這樣的情況下,具有空氣凈化功能以凈化室內空氣的空氣凈化器通常變得普及。
一般地,空氣凈化器在其本體的前部配裝有空氣過濾器,且在本體內部形成有氣流通道,在該氣流通道中設置有風機。氣流通道從本體前部的開口延伸至本體上部的出口。這種空氣凈化器在風機轉動時經過空氣過濾器將室內空氣,即,外部空氣吸入氣流通道內,并經過出口將所吸入的空氣送出至房間內,即,外部。在這里,包含在空氣中的有害物質由空氣過濾器捕集、吸附或分解而得以去除,使得空氣得以凈化。簡單的空氣凈化器主要通過過濾的方式實現凈化空氣;較復雜的空氣凈化器則使用例如高壓靜電、光觸媒、負離子發生器、紫外線、臭氧發生器等;再者有部分技術使用水或藥劑以噴淋的方式來凈化空氣。
另外,為了調節室內空氣以獲得更舒適的條件,一些空氣凈化器除空氣凈化功能之外還具有加濕功能。在具有加濕功能的空氣凈化器中,將容納有水的加濕過濾器設置為關閉氣流通道的部分截面區域,且經由空氣過濾器凈化后的部分空氣在其通過加濕過濾器時吸收水分,從而對空氣進行加濕。
現有空氣凈化器有的功能較單一,無法實現即凈化空氣又殺菌消毒;有的使用高效濾網(HEPA),風阻大,換氣效率低下,滿足不了日常家庭或辦公的需求;有的長期使用可能對人體健康產生不利影響,比如設有臭氧發生器的裝置。
作為空氣凈化裝置,現有的空氣凈化器不具有主動的殺菌消毒功能,特別是空間中各個角落的致病微生物的消滅。
我針對以上問題設計了如下兩個空氣凈化器,希望解決的問題是:盡量少用過濾層,減少風阻,提高換風效率;提高凈化能力,保證凈化污染物的情況下又可以殺菌消毒;可以主動對室內空氣進行凈化。
這里解釋一下原理:
使用風機增壓的方式,使空氣先通過粗過濾層,過濾掉大的顆粒,然后自上而下通入存有二氧化氯水溶液的水箱,使高速氣流與水面沖撞,使空氣中需要凈化物質溶于水或與水中的二氧化氯反應,以達到去除的目標。溶液上面設有噴淋部件,經過部分水洗的空氣自下而上進入噴淋通道,噴淋的二氧化氯溶液通過潛水泵直接來自于水箱的二氧化氯溶液。通過噴淋使空氣接觸更多的二氧化氯溶液。另外可以在二氧化氯溶液中設置超聲波霧化器,通過超聲振蕩產生含二氧化氯溶液水霧,增加與空氣的接觸面積。經過二氧化氯溶液的水汽霧通道之后,空氣進入氣液分離層,分離二氧化氯溶液和空氣,也增加空氣與二氧化氯溶液的反應時間。經過氣液分離層,空氣和部分二氧化氯氣體或水汽通過排風口離開,即成為被凈化的空氣,部分二氧化氯釋放于空間中可以繼續凈化空氣,并且在特定條件下起到殺螨蟲和驅蚊作用,同時對干燥的空氣進行加濕,而對濕潤的空氣基本沒有加濕的作用,即可以自動調節室內空間濕度。
二氧化氯是相對安全的強氧化劑,在凈化空氣的情況下,對人體不產生危害。本實用新型利用水洗、噴淋和釋放于空間中的二氧化氯氣體對室內空間進行凈化,可以高效凈化空氣(比如消除PM2.5污染物、消除甲醛和室內其他污染物)和殺菌消毒,且不留死角。PM2.5污染物的成分有二氧化硫、氮氧化物、氨氣、揮發性有機物、硫酸鹽、硝酸鹽、重金屬元素。大部分PM2.5污染物通過水洗的方式即可消除,其他沒有溶于水的成分則會被二氧化氯氧化成無害成分,比如二氧化硫和氮氧化物可以被氧化為硫酸鹽和硝酸鹽(趙毅等,復合吸收劑液相同時脫硫脫硝特性研究[J],中國科學-技術科學 2011, Vol. 41 Issue (12):1668-1675)。
二氧化氯溶液或氣體均可以有效去除甲醛和其他室內污染物。二氧化氯溶液或氣體均可以有效殺滅物體表面和空氣的致病微生物。釋放于空氣中的二氧化氯可以殺螨蟲和驅蚊(美國環保署的研究報告亦顯示低劑量的二氧化氯還具有很強的殺蠕蟲效果,如果使用二氧化氯0.5mg/L,便可將微生物甲殼類中的水生二節虱類殺滅)。由于人體嗅覺感受二氧化氯的閾值大約為15ppm,遠高于有效凈化空氣、殺菌消毒、殺螨蟲和驅蚊的正常濃度,即大約1ppm,因此該裝置工作時對人體沒有任何危害。
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